1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

안녕하세요, 저는 서울대학교 의과대학 중개의학교실 소속의 박사과정 정나눔입니다. 

이번에 감사하게도 저희 연구실에서 진행한 연구가 Biomaterials에 출판되었습니다. 

해당 연구의 관련 분야를 구체적으로 특정해보면 ‘생체재료를 활용한 재생의학 기반의 가임력보존 및 증진 (Fertility Preservation and Enhancement) 연구’가 될 것 같습니다. 최근 전 세계적으로 저출생 현상, 고령화 문제가 심각해지고 있다는 뉴스를 접할 수 있는데요, 저출생 현상의 다양한 원인에서 중요한 한 가지 요인이 바로 ‘난임 (Infertility)’입니다. 난임의 원인은 매우 다양하고 일부는 원인조차 알려져 있지 않습니다. 난임은 남성과 여성에서 거의 1:1의 비율로 나타나고, 전 세계적으로 환자 수가 계속 증가 추세를 보이고 있습니다. 여성의 경우 대표적인 원인으로 난소 기능의 저하가 주요한 문제로 알려져 있으며, 난소 기능 저하의 원인의 대표적 예는 항암치료로 인한 기능저하, 연령 등이 잘 알려져 있습니다. 항암 치료로 사용되는 화학적 요법이나 방사선 치료 등이 난소의 기능을 크게 저하시키지만, 이에 대해 많은 분들이 모르고 계시는 경우가 많았습니다. 이를 위해서 많은 산부인과 임상의사 선생님들께서 항암에 도입하는 환자들에게 이러한 방법이 있다고 상담을 통해 안내를 해주시기도 하지만, 기술 발달로 암 생존율이 높아졌음에도 불구하고, 많은 경우가 ‘항암이 우선’이라고 인식하여 치료의 기회를 고려하지 않기도 합니다. 이러한 한계를 극복하고, 여성들의 삶의 질을 증진하고자 난자 동결, 배아 동결 보존 등의 기술이 발달되어 왔습니다. 최근에는 개인 방송인, 예능프로그램 등을 통해 유명인들이 이러한 시술을 받는 것을 공개하면서 관심도가 꽤 높아지고 있기는 합니다.

이렇게 임상에서 활발히 사용이 되고 있는 의료기술임에도 한계점은 존재합니다. 예를 들어서, 난자 동결 시술의 경우, 2차 성징 이후의 여성에게만 적용할 수 있으며, 난자를 얻기까지 환자의 시간과 체력 소모가 매우 큽니다. 나이가 어린 소아 암 환우, 혹은 항암이 매우 시급한 환자의 경우에는 치료의 기회조차 주어지지가 않게 되는 것입니다. 또한, 배아 동결의 경우, 우리나라의 법 규제에 따라 법적 배우자가 있어야만 시행할 수 있습니다. 이 한계를 뛰어넘기 위해 전 세계의 난임 분야 연구자들이 고안한 방법은, 난소 조직의 일부, 혹은 난소 조직 전체를 동결 보존하였다가, 해동하여 조직 자체를 활용하는 방법을 고안하였고, 2010년대 후반기 즈음에는 더 이상 실험적 방법이 아닌 의료기술로 인정되었으며, 우리나라의 임상에서도 현재 사용되고 있는 방법입니다.

이 방법은 가장 넓은 연령대의 여성 (소아-가임기 여성 모두)에 적용이 가능한 방법으로, 매우 이상적인 여성의 가임력보존 방법으로 알려져 있습니다. 그러나, 이 방법의 치명적 단점은 난소 조직을 동결 후 해동하는 과정에서 발생하는 손상 (Cryo-damage), 재 이식할 때 발생하는 허혈성 손상 (Ischemic injury)이 대표적입니다. 난소 조직의 동결보존 및 해동 과정에서 발생하는 손상을 보완하는 방법은 유리화 동결 (Vitrification)이 개발되면서 많은 부분이 메꾸어졌지만, 이식 직후 발생하는 허혈성 손상을 보완하는 방법은 뚜렷하지 않았습니다. 특히, 난소의 경우 혈관을 다시 문합하는 이식법이 아닌, 무혈관성 이식 (Avascular Transplantation)을 하기 때문에, 새로운 혈관이 형성되기 까지의 기간 동안 조직의 손상을 최소화하여 최대한 많은 난포(Ovarian follicles)를 보존하는 것이 우선시됩니다.

저희는 본 논문에서 난소 조직을 재 이식할 때 허혈성 손상을 최대한 방지해줄 수 있는 기술을 개발하였습니다. 허혈성 손상을 방지하기 위해, 혈액 응고 기전을 응용하고자 하였고, 그 안에 환자 자신의 정맥혈 채혈로 얻은 혈소판 농축 제제를 첨가하여 수화겔 (Hydrogel) 형태로 제작할 수 있는 재료를 개발하였습니다. 환자 자신의 혈액에서 얻을 수 있는 수많은 자가유래의 성장인자, 혈관 생성인자, 그리고 면역반응을 매개하는 인자 등을 포함한 이 수화겔로 난소 조직을 피포화 (Encapsulation)하여 이식하면 혈관의 생성이 빠르고 안정적으로 이루어질 것이라고 가설을 세웠고, 실제로 난소 조직의 생존과 난포의 보존, 난자의 회수율, 인공수정 후 배아로의 발달 비율 등에서 매우 효과적인 결과를 확인할 수 있었습니다.

혈액의 응고 기전에 혈소판의 활성화 과정이 필수적으로 포함되는데, 이를 응용하여 혈소판을 직접, 간접적 방법으로 모두 활성화할 수 있도록 수화겔의 생성 과정을 조절하였고, 이를 통해 분비되는 자가 유래 혈소판 유래 인자들을 극대화할 수 있도록 설계하였습니다. 또한, 필요한 부분에 국소적으로 자가유래 인자들을 전달하여 혈관의 생성과 조직의 생존에 유리하도록 하였습니다. 이는 본래 몸안에서 유래하는 물질과 구성이 동일하고, 자가 유래 혈소판의 비율이 높은 혈액 제제 이기에 상대적으로 안전하며 (혈소판 농축 제제는 이미 임상에서 널리 사용되고 있습니다.), 제작하는 방법 또한 매우 경제적이기 때문에 많은 장점을 가지고 있고, 재료의 특성 상 생체 내에서 자연적으로 분해가 되기 때문에 매우 편리한 시스템입니다. 또한, 가임력보존 분야 외에도 환자의 체내에서 국소적으로 혈관의 생성, 혹은 조직의 재생을 요하는 부분에 적용할 수 있으며, 적용 방법도 다양하게 응용할 수 있을 것으로 생각됩니다. 이러한 결과를 토대로 저희는 2021년 특허를 출원하였고, 2024년 4월 특허 등록까지 완료할 수 있었습니다.

                                               [그림1.] 연구 요약 모식도 (Biomaterials, 2025)

2017년부터 저희 연구실에서 공부하기 시작하면서 느낀 가장 큰 저희 분야의 특징은 “생물의 궁극적 목적인 종족의 유지 (번식)를 위해 매우 필요하고, 중요한 연구 분야인데, ‘생존’과 직결된 문제는 아니다 보니 약간은 관심이 덜한 분야, 그래서 연구하는 사람도 타 분야에 비해 적은 분야” 였습니다. 게다가, 본인 혹은 본인이 사랑하는 사람이 난소, 자궁을 가지고 있다면 꼭 알고 있어야 하는 중요한 정보들, 알고 있었더라면 받을 수 있었던 치료 등에 대해서 아예 모르는 사람이 제 주변에서 적어도 95% 이상이었습니다. 그리고, 몸에 이상이 느껴 알아보기 시작한 주변 지인들 중에서는, 정보를 접하지 못해 이미 치료의 기회조차 잃어버린 분들도 여럿 보았습니다. 그래서 이 연구 분야가 널리 알려지고, 조금 더 많은 사람들이 관심을 기울일 수 있게 된다면 좋지 않을까 하는 생각을 하고 있습니다. 지도교수님을 포함한 저희 연구실의 관계자들, 학생들이 함께 늘 하는 이야기가 있습니다. ‘우리가 지금 알고 있는 이 정보들을 이 세상 모든 여성들이 어릴 때부터 접하면 정말 좋겠다.’, ‘적어도 몰라서 치료를 받지 못한다 거나 하는 일은 없었으면 좋겠다’는 소망과, ‘어릴 때부터 이러한 부분에 대해 정보를 지속적으로 제공해서 자신의 몸에 대해 더 잘 알고, 문제가 생기면 빠르게 대처할 수 있는 기반을 만들 수 있으면 좋겠다’는 생각입니다. 논문 소개를 위해서 난소 기능의 저하에 대해서만 말씀드렸지만, 난임의 원인은 자궁에도 존재할 수 있고, 몸의 다른 부분에서 이상이 생겨 간접적으로 난임이 생길 수도 있습니다. 여성의 생식 기관에는 여러 장기가 관여하고, 관련된 질병도 다양하기 때문에 이 연구 분야의 전망은 매우 밝지 않을까 생각됩니다. 난임, 여성의학 등 관련 시장 규모 등을 검색해봐도 그 크기가 급 성장하는 추세를 나타낸다고 합니다. 전 세계 인구의 절반 정도는 난소와 자궁을 가지고 있으니까, 많은 분들이 관심을 더욱 가져 주시면 정말 좋을 것 같습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

제가 소속된 기관은 ‘서울대학교 의과대학 중개의학교실’, 그리고 ‘분당서울대학교병원’의 산부인과입니다. 저희 연구실의 이름은 ‘가임력 보존 및 증진 연구실 (Fertility preservation and enhancement Laboratory, FPELS)’입니다 [연구실 홈페이지: https://fpels.snu.ac.kr/main/main.php]. 서울대학교 의과대학 산부인과학 교실과 중개의학 교실 소속이자 분당서울대학교병원 산부인과의 의료진이신 이정렬 교수님께서 랩을 운영하고 계십니다.

저희 연구실에서는 현재 난소, 자궁 등 여성의 생식기관에 대한 연구를 전반적으로 수행하고 있습니다. 난소와 자궁에 대해서 재생의학, 중개의학에 중점을 두고 연구를 수행하고 있고, 각 장기에 발생하는 기능저하 질환과 관련된 치료제 및 치료 기술 개발과 더불어 질병 발생 기전, 노화 발생의 기전에 대한 연구도 수행하고 있습니다. 또한, 연구의 특성 상 타 분야 소속의 전문가 선생님들과 함께 적극적으로 소통하고 연구할 수 있는 다양한 기회도 주어지기 때문에, 배울 수 있는 것이 정말 많은 연구실입니다.

연구실의 위치는 분당서울대학교 병원에 소속된 ‘헬스케어혁신파크’라는 별도의 연구동 건물에 위치하고 있습니다. 학생들은 서울대학교 의과대학 소속이자, 분당서울대학교병원의 연구원으로 소속되어 연구를 수행합니다. 일반 대학 연구실과는 다르게 규모가 매우 크고, 연구 관련 시설과 시스템이 매우 뛰어나며, 다양한 공용장비, 세계적으로 인증을 받은 전임상 실험센터를 활용할 수 있습니다. 필요 시 여러 분야의 연구원 선생님들의 도움도 받을 수 있고, 관련 교육도 연구소 자체에서 수강할 수 있습니다. 무엇보다 의료진이신 여러 교수님들을 통해 임상 분야와의 협업이 매우 적극적으로 가능하다는 것이 큰 장점입니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

다양한 연구들을 수행하면서 항상 공통적으로 느꼈던 점은, 연구를 하는 과정 속에는 정말 많은 사람들의 노력이 필요하다는 것, 그리고 절대로 ‘혼자’ 할 수 없다는 것이 가장 컸던 것 같습니다. 어린시절에는 과학자라고 하면 혼자서 실험을 미친듯이 하고 결과를 내는 그런 이미지를 떠올리곤 했는데, 혼자서 연구를 한다는 것은 불가능하다는 것, 그리고 실험을 하는 것은 사실 연구의 극히 일부분이라는 것을 피부로 느꼈던 것 같습니다. 연구라는 두 단어 속에 얼마나 많은 과정들이 존재하는지, 각 과정이 얼마나 중요한지 몸소 느꼈던 것 같습니다. 특히, 많은 사람들과 토론하고, 논의하고, 도움을 주고받고, 함께 고민해보기도 하는 일련의 과정 그 자체에서 새로운 연구가 시작되기도 하고, 연구과정 중 갖고 있던 고민이 해결되기도 하고, 다른 분야와 도움을 주고받기도 하는 과정들을 겪으면서 연구자체에 대한 흥미가 고조되었던 경험들이 쌓이다 보니 연구자가 되어가는 과정에 있다는 것 자체에 자부심이 생겼던 것 같습니다. 그 과정 속에서 다양한 분야의 사람들을 만나는 것, 연구와 관련된 이야기를 많이 나누고 소통하는 것, 그리고 모든 관계들 사이에서 신뢰를 쌓는 것이 얼마나 중요한 것인지를 배우게 된 것 같습니다.

그리고, 석사학위를 시작했던 시점에 예상했던 결과가 나오지 않으면 좌절하고 우울해하며 감정에 미친듯이 휘둘리던 시기가 있었습니다. 그 때 제가 가장 존경하는 선배에게 조언을 구했고, 그 선배는 이런 말씀을 해 주셨습니다. ‘학위과정, 연구에서 늘 감정을 배제하는 연습을 해. 결과 나오는 것 하나하나에 일희일비 하면서 에너지를 소모할 필요가 없어. 실패했다고 생각하는 순간들 에서도 배우는 것이 아주 많을 것이니 무서워하지 말고 그냥 해봐. 성공했다고 해서 다음에도 성공할 것이라는 보장이 없으니 과하게 행복해하지도 말고 운이 좋았다고 생각해. 그냥 해야 하는 것을 하면서 배우고, 경험을 쌓아 나가다 보면 어느 순간 많이 성장했다고 느껴지는 시기가 올 거야.’  -> 이 말들은 고민만 하면서 고통스러워하던 저에게 행동할 수 있는 용기를 주었었고, 학위 기간 내내 큰 힘이 되었고, 더 나아가서 저의 인생에 전반적으로 긍정적인 영향을 주었던 것 같습니다. 이 이야기를 듣고 난 후로 성격이 정말 많이 바뀌었는데, 바뀐 지금의 제 성격이 정말 마음에 들고, 이 부분에 있어서도 여러모로 보람을 느낍니다.

제가 이 연구실에 소속되어 학위과정을 하게 된 중요한 계기는 이정렬 교수님께서 진료, 수술, 연구, 학술 활동, 강의… 등 모든 분야에 있어서 매우 적극적이시고, 최선을 다하는 모습을 보여주시는 것을 직접 눈으로 보았기 때문인 것 같습니다. 조금이라도 더 환자들에게 도움이 될 수 있는 방법을 늘 연구하시고, 학생들과 토론하며 의견도 물어보시고, 직접 행동으로 보여주셨던 여러 모습들이 저에게 연구자로서 열정에 불을 지펴 주셨던 것 같습니다. 그리고 학위 과정을 하면서, 학생들에게 다양한 기회를 아낌없이 지원해주시고, 자유롭게, 적극적으로 연구에 임할 수 있는 환경도 제공해 주시며, 일반 학교 연구실에서는 알기 어려운 부분 (실제 임상에서 연구가 필요하다고 느끼시는 부분 등)에 대해 매우 자세히 지도해주시면서 연구에 대한 흥미를 끌어내 주셨던 것도 학위를 지속할 수 있었던 부분 같습니다. 저는 학위 과정 동안 교수님과 함께 다양한 활동을 하면서 말로는 다 표현할 수 없는 많은 것들을 배우고 느꼈기 때문에, 저희 연구실에 대해 무한한 애정과 자부심을 갖고 있는 것 같습니다.

저희 연구실은 랩원끼리 어려움을 겪는 부분이 있으면 함께 고민하고, 도움을 주고받기도 합니다 (물론, 연구 외의 다른 것들도 서로 많이 의지하고요^^). 저에게는 랩원들의 존재 자체가 자부심이고 보람이라고 정말 자신 있게 말할 수 있습니다. 학문적 동반자이자 좋은 친구이고, 가족만큼 소중한 저희 랩 사람들과 함께한 무수한 과정들 자체가 너무 소중합니다. 좋은 교수님, 좋은 학문적 동반자, 언니, 동생, 친구들을 만났기 때문에 더 자부심을 갖고 연구실 생활을 했던 것 같고, 저의 20대 절반 이상을 연구 생활을 하면서 보낸 것에 대해 일말의 후회 없이, 아주 큰 보람을 느끼게 해주는 가장 큰 이유입니다. 마지막으로 올해 9월 Biomaterials에 논문을 게재하게 된 것이 아마 올해의 가장 보람 있는 일이 되지 않을까 합니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

가임력 보존 및 증진 분야의 연구는 꼭 필요한 연구이고, 중요한 연구이고, 그 필요성과 중요성이 점점 커지는 연구 분야라고 생각합니다. 관심이 있다면 적극적으로 관련 분야 선생님들, 연구진들과 함께 소통하면서 진학 준비를 하면 정말 좋을 것 같습니다. 관련 국내학술대회에 참석해보면, 이 분야에 대해 좀 더 자세히 많은 정보들을 얻을 수 있을 것으로 생각됩니다 (대한가임력보존학회, 대한생식의학회 등). 유학에 대해서는 잘 모르지만, 유학 준비생 분들께서도 관련 해외학회 참석, 혹은 강의하시는 교수님들과 교류해보는 방법 등이 가장 도움이 많이 될 것 같습니다 (The society for study of reproduction; SSR, International society of fertility preservation; ISFP 등). 그 외에 궁금하신 부분이 있다면 제 개인 메일을 통해 연락 주시면 힘이 닿는 데까지 도움을 드릴 수 있도록 노력해보겠습니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

앞으로의 계획은 연구실에서 시작한 다른 프로젝트들을 잘 마무리하는 것이 가장 주된 계획이 될 것 같습니다. 그리고 기회가 된다면 랩원들과 함께 새로운 프로젝트를 꾸려보고, 후배들을 이끌어주는 역할에 집중하는 것도 여러모로 의미가 있을 것 같다는 생각을 하고 있습니다. 학위를 마무리할 때까지 앞으로도 좋은 연구 성과를 낼 수 있다면 참 좋을 것 같고, 졸업하여 꿈꾸던 직장에 입사하게 되면 행복할 것 같습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

연구자로 성장하는 지난 시간 동안 옆에서 함께 동고동락하며 도움주신 양충모 박사님, 양희선 박사과정생, 신정우 박사과정생, 유정영 연구원 선생님, 민혜원 석사과정생, 조서영 석사과정생, 송채영 선생님 등 저와 함께 했던 수많은 모든 선생님들… 모두 진심으로 감사합니다. 선생님들이 계셨기 때문에 저도 학위 기간을 연구자로서 성장하는 시간으로 보낼 수 있었던 것 같습니다. 그리고, 좋은 환경에서 독립적인 연구자로 성장할 수 있도록 지도해주신 이정렬 교수님께 진심으로 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 연구실에 처음 왔을 때 성실함, 신뢰의 중요성이라는 매우 중요한 가치를 깊이 있게 지도해 주셨던 염혜원 박사님, 가장 바쁘셨던 졸업 준비 시기였음에도 저에게 많은 것들을 가르쳐 주시고, 여러모로 격려해 주시며 졸업하신 후에도 저에게 큰 힘이 되어 주셨던 공현선 박사님께도 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 또한, 공동 연구팀으로 함께 연구를 하며 많은 것을 배우고 타 분야에 대해 경험할 수 있게 해 주신 이강원 교수님, 김지향 교수님께도 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 대학원 진학 자체를 고민하고 어려워하던 대학 학부 시절, 저에게 도전할 수 있는 용기를 주시고 응원해 주셨던 김해권 교수님, 양현원 교수님, 항상 감사드리며, 늘 그 은혜를 잊지 않고 감사히, 소중히 여기며 살겠습니다. 교수님들께서 여러 번 저에게 해 주신 좋은 말씀들이 있었기에 힘든 순간이 올 때 마다 다시 마음을 다잡을 수 있었던 것 같습니다. 마지막으로 긴 학위 기간동안 저를 응원해주고 믿어준, 제 인생의 원동력인 사랑하는 부모님, 동생, 남자친구, 나의 친구들 모두에게 정말 감사합니다.

그리고 저희의 논문을 소개해주신 ‘BRIC 한빛사’에도 감사의 말씀을 전합니다. 

마지막으로, 대한민국의 모든 대학원생 여러분… 우리 모두 파이팅!