한빛사 인터뷰
- 등록2024-07-18
- 조회477
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
Black phosphorus quantum dots (BPQDs)는 생체 적합성이 높고, 우수한 광열 전환율(photo thermal conversion)을 가지고 있어 바이오이미징 및 암 치료에 활발하게 사용되고 있습니다. 특히, 위 논문과 같이 광열 치료(Photothermal Therapy, PTT)에서 암세포만을 선택적으로 파괴하는 데 효과적입니다.
암 면역치료(Cancer Immunotherapy) 방법 중 인터페론 유전자(STING) 경로를 활성화하여 치료 효과를 개선시키기 위한 많은 연구가 진행되고 있습니다. 그러나 대부분의 환자에서 낮은 면역 반응과 종양 특이성이 부족해서 STING 경로를 이용한 면역치료법을 이용할 수 없다는 한계가 있습니다. 따라서 본 연구에서는 STING 활성화를 위한 BPQDs의 이중 기능 플랫폼을 개발하여 문제점을 해결하고자 했습니다. 광역학 치료와 면역학 치료의 상승작용 (synergy)을 통해 BPQDs는 금속 이온과 함께 coordination 되어 표면 제타 전위를 조절하여 표적 작용기와 연결돼 로딩 능력을 5배 이상 증가시켰습니다. 이러한 STING agonists의 방출 조절을 통해 STING 경로 활성화 및 단백질과의 특정 상호작용을 가능하게 하였고, TBK1 및 IFN-IRF3의 인산화를 통해 면역 억제 인자의 분비를 자극하며 IL-6, IFN-α, IFN-β 등 면역 자극성 사이토카인의 높은 수준의 분비를 촉진했습니다. 또한, 광열 치료(PTT)와 결합하여 BPQDs 플랫폼을 통한 면역 치료가 강화됨을 확인하였고 충분한 T 세포 생성을 통한 종양 제거와 재발 방지에 탁월하다는 점을 발견했습니다. 본 연구를 발판으로 저분자 기반 면역 치료제가 실제 임상에서도 적용되어 좋은 효과를 거두길 기대합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 제가 속한 고려대학교 화학과 김종승 교수님이 이끄는 차세대 분자 테라노시스 연구단(Next-generation Molecular Theranostics Laboratory, http://orgchem.korea.ac.kr)과 중국의 Shenzhen 아동병원, Tianjin 대학, Shenzhen 대학과의 공동 협력연구를 통해 수행되었습니다. 저희 연구실은 유기 합성과 분자 생물학을 결합하여 저분자 기반의 생체 적합 유기 바이오 소재를 연구 개발하고 있습니다. 이러한 바이오 소재를 활용해 암이나 알츠하이머병과 같은 중증 질환을 타겟으로 하여, 세포 및 조직 내 바이오 마커를 검출하거나 치료제 및 약물 전달 시스템을 개발하고 있습니다. 다양한 학문을 아우르기 때문에 학문적 견식을 넓히기에 좋은 환경이며, 국내외 여러 공동 연구진과 활발히 소통할 수 있는 기회를 제공합니다.
특히, 저희 김종승 교수님은 10년 연속으로 Highly Cited Researcher로 선정되셨으며, 세계 상위 1% 연구자로 인정받고 있어 많은 뛰어난 연구를 이끌고 계십니다. 2023년에는 세계에서 가장 영향력있는 연구자 5인에 선정되기도 하실 정도로, 화학분야에서 저명하시고 영향력이 큰 세계적 화학 연구자이십니다. 국내외 여러 연구진들과 함께 수준 높은 공동연구를 진행할 수 있다는 점이 저희 연구실의 가장 큰 장점인 것 같습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
프로젝트가 아이디어 구상단계에서 점진적으로 나아가 하나의 연구 논문으로 완성됐을 때 엄청난 성취감과 보람을 느낍니다. 또한 선행 연구들이나 관련 레퍼런스를 통해 직접 합성한 물질의 실험 조건을 찾아내기 위해 수많은 실패를 직접 경험하여 마침내 최적화된 조건을 찾아냈을 때의 자부심과 뿌듯함은 이루어 말할 수 없을 정도로 값집니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
연구와 관련된 선행연구를 먼저 살펴보시는 습관을 기르면 좋다고 말씀드리고 싶습니다. 기존에 이미 출판된 논문과 비교했을 때 새롭게 출판된 최신 논문만의 차별성을 항상 염두해두며 논문을 공부하다보면 해당 연구가 앞으로 나아갈 방향성이나 부족한 점을 분석할 수 있는 시각을 많이 기를 수 있다고 생각합니다.
더불어 연구와 관련해 논문을 작성하는 것과 실험하는 것도 중요하지만 국내외 학회에 참여할 기회가 주어진다면 국내외 학회에 적극적으로 참여함으로써 관련 연구분야의 최신 동향을 파악하고 견문도 넓히는 좋은 경험을 많이 해볼 수 있으면 좋겠습니다. 또한 박사과정을 준비하시는 분들의 경우 학위과정의 기나긴 레이스를 지치지 않고 꾸준히 밟아나갈 수 있도록 평소에 체력관리를 해주시는 것이 중요하다고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
광열 치료 (PTT)를 바탕으로 활성화된 암세포에 내재된 면역반응을 활용할 수 있는 저분자 (small-moleule) 기반의 immune cancer therapy agent를 개발해보고 싶습니다. 분자 내 엔지니어링 (Intramolecular engineering)을 통해 전자 주개, 전자 받개를 조절했을 때, 광열 효율이 어떻게 달라지는지에 관해 중점적으로 연구해보고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
해당 연구를 진행하면서 두 번의 리비전을 진행하였는데, 리비전이 성공적으로 마무리될 수 있도록 옆에서 격려해주시고 지원해주신 김종승 지도 교수님께 다시 한 번 감사의 말씀 전합니다. 연구실 내에서 활발한 토론분위기가 형성될 수 있게끔 도와주신 국내외 포닥 박사님들과 MTL 선, 후배님들에게도 감사의 인사 전하고 싶습니다. 연구가 원하는 방향으로 흘러가지 않아 다소 지치고 힘들 때 따뜻한 격려와 응원을 해주어 제가 마음을 다잡고 다시 연구에 정진할 수 있도록 용기와 자신감을 불어넣어 주셨던 저희 가족들과 친구들에게도 감사의 인사 전하면서 인터뷰를 마무리 짓겠습니다.
#STING agonist
#Immunotherapy
#Black phosphorus quantum dots
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