한빛사 인터뷰
- 등록2024-07-17
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
간암은 수술 후 재발이 잦고, 다른 암(대장암, 유방암 등)에 비해 환자유래 세포배양, 이종이식모델 성공률이 30% 미만으로 최근 대두되는 환자 맞춤형 표적치료제, 면역치료제 개발 속도가 매우 저조합니다. 주된 이유로 간암은 동맥, 정맥혈을 동시에 공급받아 종양 위치, 크기에 따라 성장하는 산소 농도가 달라 기존 단일 산소 농도 배양방식이 간암에게는 적합하지 않을 것이라는 생각을 하게 되었습니다.
저희 연구팀은 환자유래 조직 배양 원천 기술로 솜사탕기계를 이용해 3차원 하이드로겔 공간안에 모세혈관 구조체를 만들어 이용자가 원하는 모양으로 자유롭게 배양이 가능합니다. 이것을 이용해 좌측에 정상산소 배지, 우측에는 산소를 제거한 저산소 배지를 공급해주어 한 개의 칩 내에 간암에서 구현할 수 있는 모든 산소 조건을 만족하는 산소 구배 칩을 제작하였습니다. 수술 후 얻은 환자 유래 조직을 산소 구배 칩에 7일간 배양하면 좌측에 고산소 선호 종양 세포, 우측에는 재발의 원인이 되며 약물 저항성이 높은 저산소 선호 세포가 분리되게 됩니다. 그러면 분리된 저산소 세포만을 표적하여 다양한 약물 테스트를 통해 가장 반응성이 좋은 약물을 환자에게 투여한다면 예후를 개선시킬 수 있을 것입니다.
환자 조직 배양 기술은 간암 뿐만 아니라 외과적 수술이 요구되는 다양한 질환 모델에 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 막대한 시간과 비용이 요구되는 기존의 세포 배양 기술보다 빠르고, 경제적이며 정확한 기술로 환자 맞춤형 치료에 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대하고 있습니다. 또한 실험 동물을 대체하여 윤리적인 문제, 비용 절감 등을 해소함으로 잠재적 부가가치를 가질 것으로 판단됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
칩을 개발한 연세대학교 의과대학 의학공학교실과 수술을 통해 환자 조직을 공급한 간담췌외과교실의 공동연구를 통해 연구가 진행되었습니다. 가장 핵심적인 부분은 외과적 수술을 진행과 동시에 얻어진 검체를 1시간 이내에 연구실로 이동할 수 있다는 점입니다. 또한 연구가 진행되는 에비슨의생명연구센터는 첨단 장비, 우수 인력의 각종 분석 서비스뿐만 아니라 아시아최대 동물실을 보유하고 있어 기초, 임상의 융합적 연구수행에 적합한 환경을 가지고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
의공학 분야는 응용분야로 주로 환자에게 필요한 부분을 늘 찾고자 하는 미충족 수요에 대해 고민을 하게 됩니다. 보유하고 있는 원천 기술을 이해하고, 임상의 상황도 이해해야 한다는 점에서 매력적인 것 같습니다. 또한 연구하고자 하는 장기, 질병에 따라 유동적으로 디자인을 바꾸어 적용할 수 있다는 점이 가장 유용한 부분인 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
생체 재료는 기존의 상식을 벗어난 흥미로운 이야기를 펼치기에 좋은 연구 분야인 것 같습니다. 대학에서 배우는 기초 생물학적 지식을 기반으로 응용 생물학적인 지식과, 공학적 이해를 바탕으로 다양한 연구 주제를 찾을 수 있을 것 같습니다. 다양한 분야에 관심이 있다면 얼마든지 도전해 볼 수 있는 주제인 것 같습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
개발된 간암칩을 더 진보된 기술로 발전시키고 싶습니다. 칩의 소형화, 생검만으로 얻어진 조직을 배양할 수 있다면 수술이 가능한 환자 말고도 수술할 수 없는 환자들까지 이 플랫폼을 이용할 수 있도록 만드는 것이 계획입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
다음주에 있을 랩미팅 발표를 위해 당장 실험을 열심히 하는 것도 중요하나 연구의 큰 그림과 방향성을 잃지 않았으면 좋겠습니다. 정작 실험하는 시간보다 내 결과를 보고 해석하고, 다음 실험을 기획하는 시간이 더 중요하고 이 과정이 오히려 저에겐 지름길이었던 것 같습니다.
#Hepatocellular carcinoma
# Organ-on-a-chip
# Heterogeneity
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