1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

 통증 관리는 의학 및 환자 중심의 관점에서 핵심적인 요소로 인식되고 있습니다. 특히 미충족 수요와 관련하여, 다양한 통증 유형 및 환자 개별성에 대한 최적화된 치료 옵션의 부재가 현실적인 과제로 대두되고 있습니다. 일반적으로 통증을 완화시키기 위해 사용되는 아편이나 비스테로이드 항염증제 (NSAID)는 효과적인 진통 효과를 가지고 있지만, 장기적인 사용에 따른 부작용과 안전성 문제로 인해 제한적입니다. 아편은 중독 가능성과 정신적 문제를 일으키는 등의 부작용이 있으며 비스테로이드 항염증제는 위장 출혈 및 심혈관계 질환과 연관되어 있습니다. 적절한 통증 관리의 어려움과 약물 내성 문제에 따른 새로운 진통제 개발이 절실하며, 이를 효과적으로 수행하기 위해서는 기존 약물 치료의 한계를 극복한 대안이 필요합니다.

 천연물 기반의 진통제는 화학적 부작용을 감소시키고 생체 균형을 유지하는 측면에서 안전성을 제공하며, 더불어 종합적인 효과를 기대할 수 있는 잠재력을 갖고 있습니다. 이러한 천연물 진통제는 환자들에게 안전하면서도 효과적인 대안으로 여겨지며, 이를 위해 다양한 의학적 지식과 복합적인 연구 노력이 필요합니다.

 본 연구는 동남아시아 및 중국에서 전통적으로 사용되어 온 Garcinia mangostana Linn. (mangosteen)의 과피에서 추출된 크산톤(Xanthone) 화합물 중 하나인 α-mangostin을 중심으로 수행되었습니다. 이 화합물은 이전 연구에서 in vivo 실험을 통해 확인된 항산화, 항염, 신경 보호 등의 생물학적 효과에 주목하였습니다. 그러나 α-mangostin의 활성화 기전 및 진통 효과에 영향을 미치는 이온 통로에 대한 명확한 기전이 알려져 있지 않아 본 연구를 진행하게 되었습니다.

 통각 수용체들이 발현되어 있는 Dorsal Root Ganglion (DRG)에서 유해자극 감지성 통증 신호를 매개하는 여러 이온통로들(TRPV1, K2P, Nav)에 주목하여 전세포 패치클램프 기법으로 실험을 수행하였습니다. 이를 통해 통증 신호를 전달하는 여러 이온통로들의 활성화 및 α-mangostin의 구조가 각 이온통로들의 구조에 어떻게 적합하게 결합하는지를 연구하였고, 결과적으로, α-mangostin이 통증을 매개하는 여러 이온 통로를 효과적으로 조절하는 전망 있는 천연물 진통제 후보임을 제안하였습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

 본 연구는 김성준 교수님(서울대학교 의과대학 생리학교실)과 남주현 교수님(동국대학교 의과대학 생리학교실)의 공동 지도 아래 체계적으로 수행되었습니다. 저는 서울대학교 의과대학 생리학교실 김성준 교수님의 심혈관 이온통로 연구실 소속으로, 석박사학위 과정 중에 해당 연구를 수행하였습니다.

 심혈관 이온통로 연구실은 유구한 역사와 전통을 자랑하는 연구실로, 김성준 교수님과 장은화 교수님이 함께 중추적 역할을 맡아 실험실을 이끌고 계시며 심혈관생리학 분야에서의 우수한 업적을 보유하고 있습니다.

 김성준 교수님 연구실은 이온통로들 간의 상호작용에 중점을 두고, 심혈관계의 전기적 흥분성과 세포내 칼슘신호 조절에 대한 심층적이고 체계적인 이해를 추구하고 있습니다. 연구의 주요 주제들로는 줄기세포를 이용한 심장부정맥 기전, 심장 이온통로에 대한 심장 독성평가, 평활근 세포와 심장근 세포 이온통로, 흥분-수축 연결과정에 대한 연구가 있으며, 이를 확장하여 신경세포, 면역세포, 피부세포, 암세포 등에서의 이온통로 및 칼슘신호를 염증환경과 연결하여 심층적으로 탐구하고 있습니다. 특히 Potassium channel family, Ca2+ activated Cl- channel family, Transient receptor potential(TRP) channels, Voltage-gated sodium channels (Nav), CALHM channel 등에 대한 연구와 그 밖의 여러 연구실들과 공동연구를 진행하면서 다채로운 이온 통로들에 관한 심도 있는 연구도 진행되고 있습니다.

 동국의대 생리학교실 남주현 교수님 연구실은 아토피 피부염, 알레르기 비염, 천식과 같은 아토피 질환을 대상으로 이온통로를 발굴하고 제어할 수 있는 치료 소재를 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 이를 위해 ANO6, TRP등 다양한 이온통로의 활성 및 조절기전을 규명하는 기초연구와 함께 기초-임상 공동연구를 수행하고 있습니다.

 두 연구실은 상호 다른 연구 분야를 다루는 실험실들과 긴밀한 협력을 통해 다양한 지식을 교류하며 새로운 통찰을 얻을 수 있는 훌륭한 인프라를 갖추고 있습니다. 더불어 주제에 대한 깊이 있는 발전을 거듭하며 높은 수준의 생리학적 이해와 연구를 추구할 수 있는 우수한 환경을 조성하고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

 신경세포인 DRG를 직접 추출 및 분리하여 전기생리학 실험을 수행하는 것은 우리 연구실 내에서의 첫 도전이었습니다. 이 연구는 김성준 교수님의 지도 아래, 선배들과 함께 시행 착오를 공유하고 문제를 해결하는 과정에서 새로운 지식을 습득하는 중요한 시간이었고 많은 걸 배우면서 보람을 느꼈습니다. 가설 수립과 실험 진행 과정에서의 두려움과 기대, 그리고 예상한 결과 혹은 예상치 못한 결과들은 각자 다른 이야기처럼 들릴 수 있지만, 결국 각 세포에 기록된 실험들이 서로 얽혀 하나의 응집된 스토리로 완성되어 전체적인 그림이 드러날 때의 보람은 말할 수 없이 큽니다. 노력과 어려움을 극복한 과정에서 얻은 실험 결과들은 마치 큰 퍼즐 조각이 서서히 맞춰져가는 듯한 만족감을 주며 이를 논문을 통해 경험했습니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

 석박사 과정은 마라톤과 같이 굉장히 긴 여정입니다. 이 여정을 달려가기 위해서는 체력, 집중력, 그리고 마인드 컨트롤이 모두 중요합니다. 연구기간 동안은 항상 운동과 연구를 균형 있게 유지해야 합니다. 논문 리비전이나 실험 요구가 증가하면 체력 부족으로 실험에 집중하기 어려울 때가 많습니다. 시간이 부족하면 운동을 등한시하게 되고, 연구에만 몰두하다 보면 집중력이 떨어지기도 합니다. 따라서 머리를 식히기 위해 그리고 보다 효율적인 연구를 위해선 잠시 짬을 내어 가벼운 산책이라도 즐기는 것이 좋습니다.

 연구과정은 새로운 프로젝트로 시작될 때 호기심과 궁금증이 불타오르는 순간들도 분명 있지만, 반복되는 실험으로 지치거나 전혀 모르겠는 결과와 해석을 부여잡고 도대체 끝도 안 보이는데 답이라는 것이 있는 건가 하는 힘 없는 의문이 부지기수로 들 때가 많습니다. 미로에 빠져 본인의 길을 찾기 어려울 수 있지만 그 과정에서 다시 호기심이 생기고, 또 다른 열정으로 실험을 이어가는 순간들이 미로 속에서 벗어나 새로운 도전의 이정표가 될 수 있습니다. 학위 기간 동안 정해지거나 누군가 이미 닦아 놓은 길을 가는 것이 아닌 부딪히고 우회하며 개성 있게 나만의 길을 만들어가시길 바랍니다.

 연구하는 시간은 단지 학위를 위한 과정이 아닌, 한 분야에 대한 깊은 이해와 통찰력을 얻는 동시에 자기 자신과 깊이 소통하는 시간을 가질 수 있는 유익한 경험이라고 생각합니다. 물론 혼자만의 시간도 중요하지만, 항상 주변의 동료와 친구들과 소통하며 나아갈 때 더 큰 발전을 할 수 있을 겁니다.
 화이팅!

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

 제 박사학위 논문 주제는 신경세포에서 천연물을 활용한 진통 효과의 기전에 관한 연구였습니다. 비록 전 심혈관 연구실에서 출발했지만, 신경과 진통 분야에 대한 흥미와 관심을 점차 길러, 2023년 2월 졸업 후에는 현재 경희대학교 한의과대학 세포신경생리학 김선광 교수님의 연구실에서 박사 후 연구원으로 활동 중입니다.

 신경 분야에 대한 깊은 공부는 저에게 있어 다시 석사과정으로 돌아가는 것과 마찬가지로 처음 시작하는 새로운 도전입니다. 속한 연구실의 주 실험 기술을 숙지하기 위해 연구실 학생들과 동료 박사 후 연구원분들한테 기초부터 배우고 있습니다. 특히, 기초과학과 임상을 결합한 중개연구에 큰 흥미를 갖고 있으며, 앞으로의 연구 방향도 이를 기반으로 계획 중입니다. 또한 (주)뉴로그린에서 책임 연구원으로 일하면서 전임상 단계에서의 실험 결과가 어떻게 실제 임상 단계에서 발전될 수 있는지에 대한 연구를 진행 중입니다. 이를 통해 연구원들과 함께 미래의 가능성을 모색하며, 지속적인 성장과 발전을 추구하고 있습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

 가장 먼저 감사의 말씀을 드리고 싶은 분은 역시나 지도 교수님인 김성준 교수님입니다. 학위 기간 동안 다양한 주제의 실험과 논문에 참여하며 부족한 부분에서 끊임없이 제게 관심을 보여주시고 애정어린 지도를 해주셨습니다. 교수님께서는 어떻게 과학에 접근해야 하는지에 대한 소중한 가르침을 통해 생리학의 길을 안내해 주셨습니다. 또한, 서울대로 직접 오셔서 함께 공동 지도해주시고, 끊임없는 코멘트와 실험의 나아갈 방향을 진심으로 고민해주신 남주현 교수님께도 깊은 감사의 인사를 전합니다.

 전기생리학 접근을 넘어서, α-mangostin과 이온통로 간의 결합 위치와 구조 예측을 시뮬레이션으로 수행하여 논문을 더욱 풍성하게 만들어준 연세대학교 의과대학 노재원 박사과정 학생에게 감사의 인사를 전합니다. 이 프로젝트를 시작할 때 패치클램프로 처음 기록하는 신경세포의 활동전압과 여러 이온통로의 기록 및 분석, 그리고 세밀한 실험을 가르쳐주신 동국대학교 의과대학 최성우 교수님과 프로젝트를 맡아 DRG 분리와 실험의 향후 가능성을 보여주었던 중국 절강대병원의 윤명철 박사님에게도 진심으로 감사의 말씀을 전합니다.

 본 연구에 자문을 해주신 동국의대 김현종 교수님에게, 또한 다른 프로젝트에서 초창기 실험의 여정을 함께하며 시행착오를 공유한 연구실 후배인 박나경 학생에게도 진심으로 감사의 인사를 전하고 싶습니다.

 또한 학교나 연구실에서 마주치면 따뜻한 응원과 격려를 해주신 심혈관 이온통로 연구실의 장은화 교수님께, 함께 고민하고 서로를 격려했던 동기인 최시원 박사, 언제나 힘이 되 주었고 이 길을 함께한 신경생리학 교실의 박가은 박사과정 학생과, 세포생리학 교실의 이승연 박사과정 학생에게 진심으로 감사의 말씀을 드립니다. 그리고 심혈관 이온통로 연구실의 선후배들에게도 감사를 전합니다.

 마지막으로 항상 저를 믿고 응원해주는 사랑하는 저희 가족에게도 제 사랑과 함께 감사함을 전하며 이 인터뷰를 마치도록 하겠습니다.

서울대학교 의과대학 생리학교실 심혈관 이온통로 연구실 사진 1

   서울대학교 의과대학 생리학교실 심혈관 이온통로 연구실 사진 2