한빛사 인터뷰
- 등록2024-02-26
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Cornell University, 현 Harvard Medical School / Massachusetts General Hospital
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
이 연구는 세포막에 존재하는 Glycocalyx의 생물리학적 특성과 면역세포와의 상호작용에 대한 연구입니다. Glycocalyx는 "sweet"을 의미하는 "glykys"와 "husk"을 의미하는 "halyx"의 합성어로, 세포를 둘러싸고 있는 끈끈한 당질 외피를 말합니다. 특히 암세포는 표면에 비교적 두꺼운 glycocalyx 장벽을 형성하여 면역세포의 암세포 인식을 방해합니다. 그러나 glycocalyx의 물리적 특성이 분자 수준에서 어떻게 조절되고 면역 회피에 기여하는지는 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 또한, 이러한 면역 회피 메커니즘이 면역공학을 통해 극복될 수 있는지에 대한 문제가 남아 있습니다. 저희 연구에서는 암과 관련된 mucin의 발현과 glycosylation pattern이 glycocalyx의 나노 두께에 어떻게 기여하며 이를 통해 세포 독성 면역 세포와의 상호작용을 조절하는지를 조사했습니다. 또한, 우리는 세포 glycocalyx의 나노미터 수준의 물리적 크기와 구조적 조직을 이미지화하기 위해 Scanning Angle Interference Microscopy (SAIM)라는 간섭 기반의 이미징 도구를 개발했습니다. 이와 함께 genetic approach를 사용하여 암과 관련된 mucin의 표면밀도, glycosylation, mucin들의 crosslinking이 glycocalyx의 물리적 두께에 어떻게 기여하는지 밝혔고, 이 물리적 두께가 면역세포 공격에 대한 저항성에 미치는 영향을 분석했습니다.
결과적으로, glycocalyx의 물리적 두께와 면역세포 살상 기능 사이에 강력한 상호 관련성이 있음을 발견했습니다. 특히 자연살해세포 (Natural Killer cell)의 세포 독성은 표적 세포의 glycocalyx 두께와 거의 완벽한 역상관 관계를 보이며, 이는 glycocalyx의 물리적 특성이 암 면역 회피의 주요 결정 요인이 될 수 있음을 시사합니다. Chimeric Antigen Receptor (CAR)-NK 또는 CAR-T 세포에서도 유사한 관계를 발견했습니다. 더불어, 면역세포 공학을 통해 glycocalyx 편집 효소를 세포 표면에 도입하여 면역 세포가 glycocalyx 장벽의 침투를 개선하고 세포 독성을 향상시킬 수 있는 방법을 제안했습니다. 이러한 연구 결과는 암세포의 glycocalyx 장벽을 극복하는 면역공학 전략을 개발하는 데 동기를 부여합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
해당 연구는 뉴욕주 Ithaca에 있는 Cornell University에 Matthew Paszek 교수님 연구실에서 박사 과정 동안 진행하였습니다. Paszek 교수님 연구실은 glycoscience를 생물리학적 관점에서 접근하고 이를 연구하기 위해 the genetic tools과 다양한 imaging approaches을 개발하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구가 마라톤과 같이 긴 호흡이 필요한 과정이라는 것을 배웠습니다. 연구를 하기 싫은 순간에도 꾸준히 모았던 결과들이 모여 좋은 방향으로 안내해준 것이라고 생각합니다. 해당 논문이 게재가 되면서 많은 성취감도 들고, 학교에서 한 연구가 산업계랑 어떻게 연결되는지에 대해서도 많이 배웠습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
앞서 언급하였듯이, 긴 호흡이 필요한 만큼 체력과 작은 일에 동요되지 않는 마음을 가지는 게 중요한 부분이라고 생각합니다. 저는 실험을 하면서 작은 결과에도 하루 종일 우울하거나 즐거웠던 날들이 많았습니다. 돌이켜 보면 그때 동요되지 않고 꾸준히 진행했으면 하는 프로젝트들에 아쉬움이 남기도 합니다. 저 역시 매 순간 그러지 않기를 노력하는 만큼 이 분야에 진학하시는 후배님께 제 경험이 도움이 되었으면 좋겠습니다.
박사 과정 유학도 비슷하다고 생각합니다. 흔히 ‘스펙’으로 알려진 학점, 점수, 연구 성과에 못 미쳐서 중간에 꿈 꾸셨던 유학을 포기하시는 분이 계신다면, 다른 사람들과 비교하지 마시고 스스로의 스토리를 만들어 끝까지 도전해보시라고 말씀드리고 싶습니다. 숫자에 불과한 학점이나 점수가 여러분의 미래 가치를 결정하지 않는다고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 현재 해당 연구를 조금 더 clinical 관점에서 접근하기 위해 Havard Medical School / Mass General Hospital 에 Marcela Maus 교수님 연구실에서 포스닥을 하고 있습니다. Cell-based immunotherapy와 glycobiology를 더 깊게 연구해 보고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이 연구가 잘 마무리되기까지 많은 분들의 도움을 받았습니다. 단순한 연구자가 아닌 사람다운 연구자가 될 수 있게 지원을 아끼지 않고 새로운 문화, 환경에 잘 적응할 수 있게 아버지 같은 역할을 해주신 Matthew Paszek 교수님께 감사의 말씀을 드립니다. 연구적으로 조언을 주시고 필요한 재료를 제공해주신 Heidi Reesink 교수님, Claudia Fischbach 교수님, Warren Zipfel 교수님, Jan Lammerding 교수님, Sriram Neelamegham 교수님, Matthew DeLisa 교수님, Minsoo Kim 교수님께도 감사의 말씀드립니다. 그리고 논문을 준비하면서 같이 함께한 실험실 동료들과 친구들께 고마운 마음을 표합니다. 마지막으로 실험하면서 평점심을 쉽게 잃어버리는 저에게 늘 버팀목이 되어주었던 제 아내에게도 이 자리를 빌려 감사한 마음을 전합니다.
#Glycocalyx
# Cancer immunology
# Microscopy
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