한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
퇴행성 관절염(Osteoarthritis, OA)은 대표적인 퇴행성 질환으로, 전 세계적으로 수많은 환자가 겪고 있지만, 현재까지 근본적인 치료법이 없어 주로 증상 완화 중심의 치료가 이루어지고 있습니다. 연골 손상이 진행되면 자연적으로 회복되지 않기 때문에, 초기 단계에서 질병 진행을 늦추는 것이 핵심 전략으로 떠오르고 있습니다.
최근 연구들에서는 OA의 진행과 연골세포의 대사 불균형(metabolic imbalance)이 밀접하게 연관되어 있다는 점이 주목받고 있습니다. 특히, 산화적 인산화(OxPhos)와 해당과정(glycolysis) 간의 균형이 무너질 경우, 연골세포의 기능이 저하되고 연골이 점차 소실된다는 것이 밝혀졌습니다. 이를 기반으로, 대사 조절(metabolic reprogramming)을 활용한 새로운 치료법 개발이 활발히 이루어지고 있습니다.
이번 연구에서는 PDK2(Pyruvate Dehydrogenase Kinase 2) 억제를 통해 연골세포의 산화적 인산화를 활성화시키면 OA 진행을 억제할 수 있다는 개념을 증명했습니다. PDK2 유전자 결핍(PDK2 KO) 마우스를 이용한 DMM(수술적 OA 유도) 모델에서 연골 손상이 완화되고, 통증 행동도 줄어드는 것을 확인했습니다. 이를 통해 대사 조절이 OA 치료 전략으로 활용될 가능성을 제시했습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 경북대학교 의과대학에서 연구를 진행했습니다. 대구 북구 칠곡경북대학교병원에 위치한 연골 및 관절염 연구실(Laboratory for Arthritis and Cartilage Biology)에서 퇴행성 관절염 모델을 이용한 실험을 수행하며, 염증성 사이토카인, 대사 경로, 세포 신호전달 등을 연구하고 있습니다. 저희 연구실은 기초 연구를 수행하며, 세포 실험(in vitro)과 동물 실험(in vivo)을 병행하여 퇴행성 질환의 새로운 치료 타겟을 발굴하는 데 집중하고 있습니다. 다양한 분자생물학적 기법(Western blot, PCR, Seahorse assay, 면역형광 분석 등)을 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구를 하면서 가장 보람을 느낀 순간은 이론적으로 제시된 가설을 실험을 통해 증명할 때입니다. 이번 연구는 골관절염(OA)의 진행에 PDK 대사가 관여할 것이라는 한승우 교수님께서 제시하신 이 가설을 바탕으로, PDK2 결핍이 연골세포의 대사 경로를 변화시켜 OA 진행을 억제할 수 있는지를 연구하게 되었습니다.
또한, 연구를 통해 새로운 치료 전략의 가능성을 제시할 수 있다는 점에서 자부심을 느낍니다. OA는 아직까지 근본적인 치료법이 없는 질환이기 때문에, 새로운 치료 타겟을 발굴하는 과정이 환자들에게 실질적인 도움이 될 수 있다는 점이 연구를 지속할 수 있는 원동력이 됩니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
이 분야로 진학하고 싶은 후배들에게 가장 중요한 것은 “호기심과 끈기”라고 말해주고 싶습니다. 연구는 예상과 다른 결과가 나오는 경우가 많기 때문에, 계속해서 문제를 해결하려는 자세가 중요합니다. 실험이 실패할 때마다 결과를 분석하고 원인을 찾아 수정하는 과정에서 연구자로서 성장하게 됩니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
앞으로 신경염증과 대사 조절의 연관성을 연구하는 방향으로 확장할 계획입니다. 현재 저는 신경면역학(Neuroimmunology) 분야에서 연구를 할 예정이며, 특히 혈뇌장벽(BBB)과 신경세포 대사 변화가 뇌 질환에 미치는 영향을 탐구하려 합니다.
퇴행성 뇌질환(알츠하이머병, 파킨슨병 등)에서는 미토콘드리아 기능이 저하되고 신경세포가 에너지를 비효율적으로 사용하는 특징이 있습니다. 이 과정에서 대사 리프로그래밍이 뇌 염증 반응과 어떤 상호작용을 하는지를 규명하고 대사 조절을 통해 신경세포 생존을 촉진하고 신경염증을 억제하는 새로운 치료 전략을 제시하는 것이 목표입니다.
#Osteoarthritis (퇴행성 관절염)
#Cellular Metabolism (세포 대사)
#PDK2 (Pyruvate Dehydrogenase Kinase 2)
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