한빛사 인터뷰
- 등록2024-04-08
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
Astrocyte는 뇌에서 가장 풍부한 glial cell이며, 이들의 주요 역할은 ROS를 청소하고 과도한 excitotoxic glutamate, 유해한 lipids 및 pathological protein aggregates를 제거하는 등 다양한 메커니즘을 통해 세포외 및 세포내 독성으로부터 neuronal cell을 보호하는 것입니다. 또한 neurotrophic factors와 pro-inflammatory cytokine을 방출하고, 건강한 미토콘드리아를 Astrocyte에서 손상된 neuronal cell로 전달합니다. 뿐만 아니라 cell에 lactate와 cholesterol을 제공하여 neuronal energy와 lipid metabolism을 support하고 tripartite synapse에 관여하여 neuronal synaptic transmission을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 Astrocyte의 다양한 physiological function을 고려했을 때, Astrocyte 및 그의 CM이나 엑소좀과 같은 derivates는 신경퇴행성질환의 잠재적인 치료적 접근법으로 부상했습니다.
Midbrain에서 특이적으로 발현되는 NURR1 및 FOXA2는 neurotrophic 및 항염증 기능을 향상하기 위한 master regulators로서 기능합니다. 이전 연구들에서 이들의 forced expression이 cortical 및 hippocampal brain 영역에서 Astrocyte의 치료기능을 향상시킨다는 것을 검증했고, rodent의 ventral midbrain에서 유래한 Astrocyte가 다른 뇌 영역의 Astrocyte보다 더 강력한 치료능력을 보이는 것이 확인되었습니다.
이를 바탕으로 Astrocyte-based therapy의 clinical application을 검증하기 위해서, 우리는 hPSC로부터 강력한 치료능력을 가진 human Astrocyte를 준비하는 것을 목표로 하여 ventral midbrain regional patterning approach를 채택했습니다. 성공적인 hPSC-based cell therapy에는 이식된 세포의 생존과 생착이 보장되어야하기 때문에, 우리는 hPSC 유래 brain organoid로부터 뇌 영역별 신경줄기세포(NSC)를 준비하기 위한 Organoid-based method를 develop 했습니다. 이 method를 사용하면 미토콘드리아 및 산화스트레스와 세포 노화가 최소화된 donor cell을 만들 수 있고, 이렇게 만들어진 donor cell은 host brain 조직에 효과적으로 이식되었습니다.
이렇게 만들어진 human midbrain-type Astrocyte의 치료적 효과는 in vitro 및 in vivo 실험을 통해, neurodegeneration, neuroinflammation, α-synuclein 및 Aβ protein의 축적과 관련된 pathology를 완화하는 데 탁월한 효과가 있음을 입증했습니다. 특히, VM-type Astrocyte가 동일한 Organoid-based method로 만들어진 forebrain-type Astrocyte보다 PD·AD에 특이적인 proteopathic 상황에서의 효과가 뛰어나다는 것 또한 주목할 점이었습니다.
본 연구는 강력한 치료 능력을 지닌 임상적으로 관련된 human Astrocyte의 development에 초점을 맞추고 여러 질병 시나리오에 걸쳐 그 효능을 검증한다는 점에서 중요합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 한양대학교 줄기세포 및 조직재생연구단에서 이상훈 교수님의 지도하에 이루어졌습니다. 연구실에서는 신경퇴행성 질환의 발병 기작 및 치료 기전, 특히 파킨슨병 및 알츠하이머에 대한 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다. 교수님과 연구자들 간의 지속적인 상호 소통을 통하여 활발한 연구활동을 이어나가고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구에 대한 애정이 중요하다는 것을 느낍니다. 처음 이 주제를 잡았을 때, 그것만으로도 어렸을 때부터 꿈꿔왔던 연구자에 다가선 것 같아서 마냥 기뻤던 기억이 떠오릅니다. 하나의 결과를 위해 종종 연구실에서 밤을 새기도 하고 공휴일, 주말이라고 할 것도 없이 연구실에 나와서 일하던 시간들을 떠올려보면 제가 이 연구에 대해 얼마나 애착을 가지고 있었는지 다시금 깨닫게 됩니다. 그리고 그 노력들이 이와 같은 좋은 결과로 돌아왔을 때 갖게 되는 뿌듯함은 앞으로의 연구활동에 있어서 원동력이 될 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
연구를 하면서 생각한 만큼 결과가 빠르게 잘 나온다면 좋겠지만 그렇지 않은 경우도 많기 때문에, 좌절은 짧게 하되 빠르게 멘탈을 회복하는 것이 중요합니다. 또한 주변에 휩쓸리지 않고 객관적인 시각에서 연구를 바라보며 묵묵히 성실하게 임하는 태도 또한 필요하다고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
다양한 질병 상황에 적용할 수 있는 Astrocyte와 같은 glial cell을 이용한 치료제 개발을 위해 연구하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
우선, 연구에 대한 끊임없는 공부와 열정을 보여주시는 이상훈 지도교수님께 깊은 감사의 말씀을 드립니다. 연구자라면 이 정도로 계속해서 지식을 업데이트해야 한다는 것을 교수님의 모습을 통해서 느끼게 됩니다. 연구 내외적으로 많은 것을 배울 수 있었습니다.
또한 이 논문을 위해서 함께 고군분투하신 장미윤 박사님께도 감사의 말씀을 드립니다. 초반에 어려움을 겪었을 때 해주신 말씀 덕분에 그때 포기하지 않고 지금까지 무사히 올 수 있었습니다. 그리고 고민이 생길 때마다 마치 본인의 연구인 것처럼 마음 써준 우리 LeeSH Lab 연구실 동료들 모두에게 고마움을 전합니다.
마음이 어지러웠을 때 만나면 그저 즐겁고 많은 생각들을 잊게 해줘서 고마웠던 아영, 윤영, 세영. 연구실에서 함께 울고 웃었던 나의 하나뿐인 멋있는 대학원 동기 세빈이. 언제나 내 편이 되어준 든든한 버팀목 윤선언니, 민지언니. ‘종합병원/3.5’ 비록 몸은 멀어졌을지라도 마음은 늘 응원을 보냅니다. 각자 다른 연구실 멤버들이지만 모일 때마다 항상 힐링제가 되는 ‘(구) FTC 12층 식구들’. 그리고 너는 반드시 잘 될 거라며 칭찬과 응원을 아낌없이 보내준 친구들 모두 모두 고맙습니다. 마지막으로, 나의 선택을 늘 존중하고 격려해 준 우리 가족에게 감사와 사랑한다는 말을 꼭 전하고 싶습니다. 부모님의 응원이 있었기 때문에 지치지 않고 완주할 수 있었어요! 자랑스러운 딸이 되겠습니다, 사랑해요. 매번 손녀 밥은 챙겨 먹고 일하나 걱정하는 할아버지. 그리고 이 소식을 들었다면 너무나 좋아하셨을, 힘들 때마다 떠올렸던 늘 보고 싶은 할머니에게도 무한한 그리움과 사랑을 전합니다.
#Astrocyte
# Neurodegenerative disease
# Cell therapy
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