한빛사 인터뷰
- 등록2023-12-05
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
면역관문억제제 (Checkpoint inhibitor)를 기반으로 하는 암 면역치료는 최근 가장 주목받고 있는 암 치료에 대한 접근입니다. 면역치료가 인체의 면역시스템을 사용하여 암을 치료하기에, 개발 초기에는 모든 암 종에 대해서 적용할 수 있고, 낮은 부작용을 보일 것이라 예상했지만, 실제 임상을 진행했을 때는 비특이적 염증반응 (Non-specific inflammation)을 유발하고, 25~30% 정도의 낮은 반응성 (Objective response rate, ORR)을 보였습니다. 이에 본 연구에서는 앞서 언급한 면역항암제의 한계를 극복하기 위해서, 면역관문억제제와는 다른 작용기전을 갖는 Interleukin-7 (IL-7)을 단백질 공학을 이용하여 재설계 하여, 종양 미세환경 (Tumor microenvironment)에 효과적으로 전달할 수 있는 IL-7-CBD라는 단백질을 합성하였고, 이 단백질의 단일투여 (Monotherapy) 혹은 복합투여 (Combination therapy) 면역치료제로써의 우수성을 증명하였습니다.
제가 설계한 IL-7-CBD는 면역세포에 대해서 다양한 작용기작을 갖고 있기에, 단일투여 혹은 복합투여를 하였을 때, 발견되는 현상이나 특징이 IL-7-CBD 만의 특징인지, 아니면 다른 요인에 의한 것인지 판단하기 쉽지 않았습니다. 그래서, 본 연구에서는 동물실험에서 얻은 결과들에 대해서 머신러닝을 이용하여, IL-7-CBD가 면역세포들에 대해서 어떻게 작용하는지, 깊이 있는 작용기전 연구를 진행하였고, 이를 통해 IL-7-CBD가 면역세포의 활성화, 기억세포로의 분화, 면역세포 생존률의 증가 등에 관여한다는 것을 증명할 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
제가 연구하고 있는 Jeffery A. Hubbell 교수님의 연구실은 시카고대학교 (The University of Chicago), 프리츠커 분자공학 대학교 (Prtizker School of Molecular Engineering)에 위치하고 있습니다. 50명이 넘는 연구교수, 박사후 연구원, 박사과정생, 연구원들이 함께 연구를 하고 있으며, 제가 참여하고 있는 암 면역치료 뿐 아니라, 다양한 자가면역질환, 백신, 생체적합성 고분자 등 면역과 생체친화물질들에 대한 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
본 연구에서 중점으로 봤던, 면역치료간 면역세포의 활성화, 생존은 현재 면역치료에서 가장 주목받고, 활발한 연구가 진행중인 분야입니다. 그렇기에 이번 연구를 외부에서 발표했을 때 관련 연구를 수행하는 많은 연구자들의 관심과 질문을 받았습니다. 이렇게 완성된 연구를 발표했을 때 관련 분야의 연구자들과 이야기하고 활발하게 교류할 수 있게 되는 것이 연구를 하면서 느끼는 큰 보람이자 자부심이라 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
단백질 공학을 기반으로 하는 면역항암제 설계 및 합성과 응용연구는 현재 면역항암제 개발에서 가장 주목받고 있는 분야이며, 미국, 유럽의 일부 선도그룹이 연구의 최전선에서 활발히 연구를 수행하며, 최신 연구들을 발표하고 있습니다. 그리고 최근에는 기존의 분석과 기술에 더하여 바이오정보 (Bioinformatics), 머신러닝, AI 등이 추가되어 연구의 분야가 더 폭 넓어지고 있습니다. 그렇기에 다양한 분야를 전공한 연구자들의 접근과 협업이 필요한 분야라고 생각합니다. 만약 면역이나 대사질환처럼 복잡한 생명현상의 관찰과 깊이 있는 해석에 대해서 흥미와 관심이 있다면, 면역치료제 연구는 가장 좋은 연구 주제가 될 것이라 확신합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구에서는 다양한 면역세포들 중에서 CD8+ T 세포의 특성과 작용에 집중한 연구를 수행하였습니다. 이의 후속 연구로 암 면역치료간 항원인지세포 (Antigen-presenting cells)의 작용에 집중 연구를 수행하였고, 논문 원고를 작성중에 있습니다. 또한, 질병의 치료 뿐 아니라, 진단과 관리에 사용할 수 있는 생체친화적 고분자의 합성과 응용에 대한 연구도 진행하고 있습니다. 저는 이런 연구들을 통해, 이후 저의 연구실에서 암, 감염병, 면역질환 등 다양한 난치성 질환들에 대해서 진단, 치료, 관리 등의 대해 복합적으로 접근하고 연구할 수 있는 환경을 만들고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이번에 소개한 연구는 제가 2021년 10월 박사후 연구원이 되어서 처음으로 진행한 연구입니다. 본 연구를 수행하고 성공적으로 마무리할 수 있도록 많은 도움을 준 Aslan Mansurov, Trevin Kurtanich에게 감사를 표하고, 연구를 지도해 주신 지도교수님, Jeffrey A. Hubbell 교수님께도 이번 기회를 빌려 존경과 감사의 마음을 전합니다. 또한, 제가 시카고에 와서 처음 연구를 시작하고, 생활해 나아가는데 큰 힘이 되어준, 심하나, 전혜린 학생에게 고마운 마음을 전합니다. 그리고 졸업한지 2년이 지났지만, 아직도 한국에서 제자를 걱정해 주시는 서울대학교 화학부 민달희 교수님께도 항상 감사한다 말씀드리고 싶습니다.
#Protein engineering
# Cancer immunotherapy
# Cytokines
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