한빛사 인터뷰
- 등록2024-09-02
- 조회349
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
도파민은 뇌의 신경세포에서 만들어지는 대표적인 신경전달물질 가운데 하나로 운동기능에 중요한 기능을 합니다. 특히 파킨슨병과 밀접한 연관성이 있는데, 파킨슨병 환자에서는 중뇌의 흑색질 부분에 존재하는 도파민 신경세포의 소실로 인해 몸의 움직임이 느려지고 운동기능이 떨어지게 됩니다. 파킨슨병 초기에는 적은 용량의 레보도파로도 충분히 증상들을 개선할 수 있지만 중장기적으로 복용이 지속될 경우 레보도파 독성에 의한 레보도파 유도 이상 운동증 (L-DOPA-induced dyskinesia, LID)으로 알려진 부작용이 나타날 수 있습니다. 이러한 부작용이 발생함에도 불구하고, 최근까지도 파킨슨병의 증상 치료에 있어서 레보도파를 경구복용 치료제로 사용하고 있습니다. 여러 연구자들과 제약회사들이 계속해서 레보도파를 대체할 만한 파킨슨병 치료제에 대한 연구를 하고 있으나 아직 완전한 치료제의 개발은 하지 못하였기 때문에 반드시 연구가 될 필요가 있습니다.
본 연구팀은 도파민과 히알루론산을 결합한 폴리머 형태인 DA-HA가 도파민과 같은 기능을 보이며 신경 세포에서 독성과 자가산화(Autoxidation)가 거의 없음을 확인하여 저독성 도파민으로써 사용될 수 있음을 증명하였습니다. 도파민 센서(도파민 수용체가 형광단백질과 융합된 형태, 도파민이 결합하면 형광단백질의 과도 현상을 활용한 센서)를 사용하여 DA-HA가 도파민과 유사한 활성도를 보임을 증명하였으며 기능적으로 동일함을 보여주었습니다. 신경세포 독성과 신경전달물질 분비(excitatory postsynaptic current, EPSC)를 측정한 결과, 도파민은 EPSC의 수가 급격하게 줄어듦을 통해 독성을 보인 반면, DA-HA는 거의 독성을 보이지 않았습니다. 이 결과를 통해 DA-HA가 신경세포 독성이 없을 뿐만 아니라 정보전달의 최소 단위인 시냅스의 기능을 정상적으로 유지함을 알 수 있었습니다. DA-HA가 세포독성을 일으키지 않는 기전으로 자가산화의 정도가 도파민에 비해 월등하게 적음을 보였습니다. 파킨슨병 동물 모델로 알려진 6-OHDA 마우스 모델에서 DA-HA가 파킨슨병의 행동 이상을 완화하는 것을 확인하였습니다.
본 연구 결과는 기존 파킨슨병의 치료제로 사용되고 있는 L-DOPA의 독성과 부작용을 줄일 수 있는 치료제의 기초·기반 연구를 목적으로 합니다. DA-HA가 자가산화와 세포독성을 최소화하며 대체 도파민이며 치료제로써 활용이 가능할 것으로 기대합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 과학기술연합대학교(UST)-안전성평가연구소(KIT)스쿨 우동호 교수님의 지도를 받아 박사 과정으로 연구를 진행하고 있으며, 안전성평가연구소 첨단독성연구본부 바이오 의약 연구그룹에 소속되어 있습니다. 저희 연구본부는 새로운 물질에 대한 안전성 평가를 위하여 규제기관에서 요구하는 표준화된 독성시험을 수행하고 있습니다. 이를 통해 인체에 대한 유해성을 예측하는 연구를 수행하고 있습니다.
저희 연구실은 신경면역 및 독성 연구실로, 특히 신경세포와 면역세포에 대한 다양한 독성 기전에 대해 관심을 가지고 연구를 진행하고 있습니다. 연구는 전기생리학적 분석 및 이미징, 분자생물학적, 행동학적 분석 등 여러 가지 방법을 활용하여 진행하고 있습니다. 의약품, 펩타이드, 농약, 마약 등 다양한 물질에 대한 독성 기전을 연구하고 있습니다. 다양한 실험기법을 응용하여 여러 분야에 걸친 연구를 깊이 있게 연구할 수 있습니다. 이는 연구자들이 다양한 분야에 대해 연구 방법을 익히고 독립된 연구자 로서의 전문성을 갖출 수 있는 부분이 저희 실험실의 큰 장점이라고 생각됩니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
안전성평가연구소 우동호 교수님 지도로 석사과정부터 박사과정까지 공부하면서, 이번 연구는 저를 한층 더 성장시킬 수 있었던 중요한 경험이었습니다. 기초과학연구원의 이창준 단장님와 김선필 박사님, 그리고 지도교수인 우동호 박사님과 함께 이 연구가 나아가야 할 방향, 그리고 실험 설계 등 많은 부분들을 함께 고민하며 실험을 수행했습니다. 이 과정에서 figure들을 짜임새 있게 만드는 법, 글 작성하는 법, revision 과정에 필요한 연구 결과를 도출하는 법 등을 배우며 연구자가 갖추어야 할 자세와 지식들을 배웠습니다. 논문을 내기까지의 여정은 매우 가치 있고 저에게는 영광이었습니다. 논문이 출판되었을 때의 기쁨은 한순간이라는 것을 알기에, Figure 하나하나를 만들고 가설을 해결하는 과정에서 더 큰 보람을 느끼고 기쁨을 느꼈습니다. 이러한 과정들이 저의 연구 역량을 더욱 단단하게 만들어 준 것 같습니다. 이 기억들을 원동력 삼아 앞으로도 좌절하지 않고 계속해서 많이 배우고 발전해 나가고자 합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 학부 시절 임상병리학을 전공하였으며, 주로 신경퇴행성 질환을 연구하시는 교수님 실험실에서 실험동물 동아리 활동을 하였습니다. 병원보다는 뇌질환을 연구하는 것에 더 관심이 있어 신경독성을 연구하는 연구소를 알아보았고, 4학년 때 안전성평가연구소를 알게 되어 현재 연구하고 있는 실험실에 들어오게 되었습니다. 학부 시절에는 가능한 많은 것을 배우고 본인의 나아가야 할 방향을 하나 더 만드는 것이 중요하다고 생각합니다. 그리고 대학원 생활동안은 흥미가 있다면 새로운 것에 도전하고 시도하는 것을 두려워하지 말고, 모든 것을 기회로 삼아 적극적으로 배우고자 한다면 향후에 좋은 기회를 가져다 줄 것이라고 믿습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
지금까지의 연구를 통해 파킨슨병 치료제 개발에 대한 연구의 필요성을 더욱 체감하였기 때문에, 파킨슨병 치료에 관한 연구 및 개발을 앞으로도 계속 이어갈 계획입니다. 이를 통해 연구자로서 사회에 기여할 수 있는 연구를 하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이 연구는 정말 많은 분들의 도움으로 완성될 수 있었기에, 이 자리를 빌어 감사 인사를 전하고자 합니다. 먼저, 훌륭한 연구에 참여할 기회를 주신 안전성평가연구소 우동호 지도교수님과 기초과학연구원 이창준 단장님께 깊은 감사를 드립니다. 또한, 연구를 함께 수행하고 논의하였던 기초과학연구원 김선필 박사님과 DA-HA 합성과 분석에 큰 도움을 주신 강선웅 박사님과 박경환 선생님을 비롯한 모든 공동연구자님들께도 진심으로 감사드립니다. 마지막으로, 항상 서포트해주는 바이오 의약 연구그룹, Woodi’s lab 동료들과 사랑하는 가족들에게도 감사의 말을 전합니다.
#Dopamine-modified hyaluronic acid (DA-HA)
# DA-induced cytotoxicity
# Autoxidation
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