한빛사 인터뷰
- 등록2024-05-17
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
줄기 세포는 자가 재생 능력, 면역 및 염증 반응의 조절, 다중 계통으로의 분화 능력 등의 독특한 특성으로 재생 의학 및 조직 공학을 위한 치료제로 개발되고 있습니다. 그 중 중간엽줄기세포 (mesenchymal stem cell, MSC)의 경우, 쉬운 접근성, 대규모 생산가능성, 윤리적 타당성 등의 장점으로 이식 치료에 많은 연구가 진행되어 왔습니다. 그러나 전임상 및 초기 임상 시험에서의 긍정적인 결과에도 불구하고, 성공적인 임상 적용으로의 전환이 제한되고 있는데, 이는 유효성, 안정성 및 이식 방법 측면에서의 일관성이 부족하기 때문이며, 현재는 기대했던 작용 메커니즘과는 다른 치료효과를 보여주고 있는 것으로 이해되고 있습니다. 치료제 개발 초기에는 줄기세포의 주된 효능이 손상된 조직을 대체하기 위한 분화 및 재생 역할에 있을 것으로 예상되었으나 현재는 오히려 이식된 세포에서 분비하는 성장인자, 사이토카인, 세포외기질 (ECM) 구성 성분 등의 다양한 생체 활성 물질들을 통한 파라크린 기작이 주로 치료 효과를 가져온다는 것이 밝혀지고 있으며 이를 기반으로 세포 이식없이 줄기세포가 분비한 이러한 생체 활성 물질들만을 활용하는 무세포 (Cell-free) 치료법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
현재, 이 접근은 관절염, 심근 경색, 염증성 질환 등 다양한 질병과 손상에 대한 치료에 활용되고 있고, 그중 피부 재생에도 상당한 유효성을 보여주고 있습니다. 피부는 인체에서 가장 큰 장기로, 표피, 진피 그리고 피하조직 세개의 층으로 구성되어 있는데 이 중 표피의 기저층에 존재하는 케라티노사이트 줄기세포를 포함하는 케라티노사이트는 피부를 유지하고 재생을 촉진하는데 중요한 역할을 합니다. 하지만 피부 재생을 위한 케라티노사이트의 배양의 경우 이종 혈청이나 배양보조세포가 없으면 줄기세포 특성의 손실과 가속화된 분화로 인해 장기적인 배양이 어렵게 되는데, 현재 연구에서는 이를 대체하기 위해 중간엽줄기세포 유래 생체 활성 물질을 활용하였습니다. 본 연구는 양수 유래 중간엽줄기세포로부터 얻은 생체 활성 분자의 재생 및 치료 잠재력을 연구하고 이를 통해, 대량생산을 위한 케라티노사이트의 장기적인 배양, 상처 치료, 그리고 모발 재생을 포함한 피부 전반에 걸친 효과를 포괄적으로 입증하였습니다. 특히, 에탄올 침전을 통해 중간엽줄기세포 유래 생체활성분자를 분말 형태로 추출하여 보다 다양한 조직공학적 접근에 대한 유연성, 시간 및 비용 효율성을 극대화하였으며, 주사가능한 하이드로겔 시스템과 나노입자를 틍한 경피흡수 시스템에 적용되었습니다. 저희의 연구결과는 피부 재생을 위해 줄기세포 분비물을 활용하는 새로운 전략을 제시하고 있습니다. 이러한 접근은 치료의 효율성과 편의성을 높일 뿐만 아니라, 재생 의학 분야에 발전을 이끌어낼 수 있을 것으로 기대됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 고려대학교 융합생명공학과 분자생체공학 전공으로 유승권 교수님의 지도를 받아 세포기능조절 실험실(Cell Function Regulation Lab)에서 석박사 통합 과정을 수행하고 있습니다. 저희 실험실은 중간엽줄기세포 뿐만 아니라 신경줄기세포 그리고 역분화를 통한 유도만능줄기세포 및 전구세포를 포함한 다양한 줄기세포에 대하여 자가 재생능력 및 분화 능력 등 그 특성을 분석하고 보다 실용화하기 위한 방법에서 재생의학적 그리고 조직공학적 관점에서 어떻게 치료제로서 활용할 수 있을 지에 대한 연구를 진행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구활동을 하면서 가장 크게 느낀 점은 시간과 인내가 얼마나 중요한 지를 알게 되었습니다. 처음 아이디어를 가지고 시작할 때에는 쉽게 해결될 것으로 생각했지만, 실제로는 예상치 못한 어려움과 노력이 필요했습니다. 그러나 그 과정에서의 노력과 인내는 연구를 마무리하고 논문이 나오는 순간, 그 결실을 맺는 순간이라는 것을 느끼게 되어 보람을 느꼈습니다. 또한, 연구에 있어서도 동료 들과의 협업과 소통도 중요하다는 것을 알게 되었습니다. 다른 사람들에게 많은 도움을 받았으며, 서로의 아이디어를 나누고 함께 고민하면서 더 많은 것을 배우고 성장할 수 있었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
연구를 하면서 생각하지 못한 상황을 겪게 되는 것은 어쩌면 불가피한 일일지도 모릅니다. 하지만 그런 상황에서도 혼자서만 고민하지 말고, 주변 사람들과 소통하고 경청하는 것이 중요하다고 생각합니다. 때로는 동료 연구자나 교수님들에 조언을 구하거나, 감정적으로 공감해줄 수 있는 친한 친구와 이야기를 나누는 것도 큰 도움이 될 수 있습니다. 또한, 저도 잘 못하지만 남는 시간을 활용하여 논문을 많이 읽는 것도 중요하다고 생각합니다. 다양한 논문을 읽으면서 새로운 시각과 아이디어를 갖을 수 있었고, 다양한 실험 접근을 통해 더 양질의 실험 결과 얻을 수 있었고 많은 배움의 시간임을 계속해서 깨달었던 그리고 깨닫고 있는 것 같습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재는 나노입자를 통해 유전자 (miRNA, mRNA)를 전달하여 세포 기능을 조절하고, 이를 통해 질병 모델에서의 치료 효과를 확인하는 실험을 진행 중입니다. 이러한 연구를 통해 얻는 결과를 토대로, 재생 의학 분야의 다양한 영역에 대해 더 깊이 공부하고 싶습니다. 융복합 접근이 요구되는 생체재료, 세포치료, 유전자치료, 조직공학 등 다양한 분야에 대한 이해를 향상시키고, 해당 분야에서의 새로운 기술과 동향을 탐구하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
우선 현재 논문이 나올 수 있도록 지도해 주신 유승권 교수님과 김인용 박사님께 깊은 감사의 말씀을 드리고 싶습니다. 두 분 덕분에 이렇게 좋은 연구와 결과를 얻을 수 있었습니다. 또한, 이번 연구에 있어 선행 연구와 고생하신 우리 실험실 식구들 정걸 선배, 지훈 선배, 다련 선배, 정현 선배, 한지현 선생님, 경택이에게도 감사하다는 말을 전하고 싶습니다. 마지막으로, 저를 믿고 지지해주시는 부모님과 응원해주는 누나, 경운이형, 보민, 은채, 진민이형 그리고 옆에서 항상 함께 해주는 승민이에게 고맙고 사랑한다는 말을 전하고 싶습니다!
#Mesenchymal stem cell
#Skin regeneration
#Regenerative medicine
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