한빛사 인터뷰
- 등록2024-01-19
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
코로나19 팬데믹 발생으로 지난 2020년부터 많은 감염자와 사망자가 발생했습니다. 그로 인해 SARS-CoV-2와 관련된 다양한 연구들이 진행되었습니다. 하지만 기존의 코로나19와 관련된 연구는 주로 실제 염증조직이 아닌 환자의 PMBC에 중점을 둔 연구가 주로 진행되었거나, 햄스터 및 페럿 등의 기존 동물 모델에서는 실제 환자에서 나타나는 감염증세의 재현이 힘들다는 문제가 있었습니다. 따라서, 본 연구에서는 코로나19에 의한 재현력이 매우 뛰어난 K18-hACE2 TG 마우스를 사용하여 감염시키고 그 폐조직에서 병리 분석 및 single cell RNA sequencing 분석을 통해 감염과정에서의 분자 및 세포 atlas를 제시하였습니다.
분석 결과, SARS-CoV-2에 감염된 마우스에서 SPP1 마크로파지에서 바이러스 RNA가 enriched 되어있었으며 이는 폐조직의 SPP1 staining을 통해 확인되었습니다. 또한 SPP1 마크로파지에서 CCR2 signaling pathway 및 MHC II 관련 gene set의 발현이 증가하였습니다. 따라서 SARS-CoV-2 감염으로 인한 Mac. SPP1의 발현 증가가 질병의 심각도를 가속화하고 폐 조직의 손상과 섬유화를 유발할 수 있다는 사실을 밝혔습니다.
또한 감염기간 동안 TGFβ의 비정상적인 증가를 관찰했으며 이는 폐조직의 Tgfbr1 staining을 통해 확인하였습니다. 실제로 TGFβ는 신호 경로에 의해 AT2를 AT1으로 분화 조절을 하며, TGFβ에 지속적으로 노출된 AT2는 DATP를 거쳐 AT1으로 분화하지 못하고 코로나19 감염으로 인해 사망할 수 있습니다.
본 연구는 SARS-CoV-2 감염으로 인한 폐렴과 섬유증의 심화가 SPP1 마크로파지와 TGFβ signal에 의한 것임을 밝혔으며, SPP1과 TGFβ signaling pathway를 타겟으로 하는 치료법은 코로나19 치료의 잠재적 치료법이 될 수 있음을 시사합니다. 또한 이 연구로 인해 코로나19 감염으로 인해 발생할 수 있는 질병에 대한 이해를 증가시키고 향후 진단 또는 치료법 개발에의 기여가 가능할 것이라고 생각됩니다.
Single cell RNA 분석은, 같은 타입의 세포들이라 할지라도 세포 각각의 유전체를 분석하는 특징으로 고해상도의 분석이 가능하며 전망이 밝습니다. Single cell 단위의 분석은 비용적인 측면 등에서 허들이 존재하나, DNA 분석방식과 기술의 급격한 진보가 그러했듯, 좀 더 보급이 많아지고 접근성 역시 좋아질 것이라고 생각합니다. 현재도 single cell 분석을 활용한 좋은 논문들이 많이 게재되고 있습니다. 세계적으로는 인간의 모든 세포를 연구해보고자 하는 도전에서 시작된 HCA(Human Cell Atlas) 프로젝트가 진행중이며 이러한 단일 세포 수준에서의 세포 연구와 그 연구결과들은 기초연구와 의학의 새로운 패러다임이 될 전망입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
제가 연구를 진행한 서울대학교 수의대 발생유전학실험실/국가마우스표현형분석사업단은 뛰어난 연구자분들과의 공동연구를 진행할 기회가 많으며 최고수준의 실험장비들로 인해 연구하기 매우 좋은 환경을 가지고 있습니다.
저희 실험실에서는 주로 유전자변형마우스를 이용하여 기본 표현형 및 운동, 대사 표현형을 분석하며, 특히, 비만, 당뇨 질환 관련 마우스 모델을 이용하여 유전자의 기능과 분자적 수준에서 질병의 원인 및 발병 기작을 연구하고 있습니다. 최근에는 germ-free 마우스를 이용하여 장내 미생물과 비만 및 대사성 질환과의 관련 기전 연구, 대사성 질환 모델을 대상으로 transcriptome, single cell genomics 분석 등의 오믹스 방법을 활용하여 대사 증후군의 발병기전 및 타겟 유전자를 찾는 연구를 수행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
평소 연구하는 연구분야가 기초연구임과 동시에 주로 대사질환이랑 연관이 있는 분야입니다. 따라서 제 연구결과들이 대사질환을 더 잘 이해하고 치료에 도움이 될 수도 있다는 생각이 들 때 자부심과 보람이 느껴집니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
이제 석사과정을 갓 졸업해 후배들에게 도움이 될 만한 조언을 할 수 있을지 모르겠습니다. 하지만 본인이 진심으로 흥미가 있는 분야에 대해 진학을 하게 된다면 힘든 일은 있을지라도 재밌게 공부하고 연구할 수 있지 않을까 생각됩니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
아직까지 계획된 연구활동은 없으나, 더 다양한 연구경험을 통해 학계에 공헌할 수 있는 연구자가 되고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
가장 먼저, 좋은 연구들을 할 수 있는 다양한 기회를 주시고 항상 힘이 되어 주신 저의 지도교수님이신 성제경 교수님께 감사드립니다. 그리고 논문이 나오기까지 수많은 노력을 해 주신 모든 교수님들과 연구자분들께 감사 드리며 지금껏 그러한 도움이 없었더라면 많은 어려움이 있었을 것이라고 생각됩니다. 마지막으로, 언제나 아낌없는 응원을 해준 사랑하는 나의 아내 고맙습니다.
#GEM
#COVID-19
#scRNA-seq
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