한빛사 인터뷰
- 등록2025-03-03
- 조회184
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
이번에 제가 작성한 “Advances in organoid-on-a-chip for recapitulation of human physiological event”는 organoid-on-a-chip 기술의 발전과 응용을 다룬 리뷰 논문입니다. 3D 세포배양 기술이 기존 2D 배양 시스템보다 생체 환경을 더 정밀하게 재현할 수 있는 점에서 주목을 받고 있으며, 오가노이드는 줄기세포에서 유래한 세포들이 자연스럽게 조직화되어 인간 장기와 유사한 구조와 기능을 가질 수 있도록 만들어집니다. 본 논문에서는 이러한 오가노이드 기술을 microfluidic system과 결합하여 보다 유동적인 환경에서 배양할 수 있는 organoid-on-a-chip의 개념을 설명하였습니다.
특히, 본 리뷰 논문에서는 organoid-on-a-chip이 어떻게 신약 개발 및 질병 연구에 기여할 수 있는지 논의하며, static organoid-on-a-chip과 dynamic organoid-on-a-chip, 그리고 multi organoid-on-a-chip 등의 발전 방향을 소개했습니다. 이 기술은 단일 장기의 연구뿐만 아니라 여러 장기를 연결하여 신약의 대사 및 독성 연구에도 응용될 수 있습니다. 또한, 향후 정밀 의학과 맞춤형 치료 분야에서도 활용될 가능성이 크며 자동화 시스템과의 융합을 통해 더욱 발전할 것으로 전망됩니다.
최근 organoid-on-a-chip 연구는 여러 가지 방향으로 발전되고 있습니다. 다양한 장기 모델의 개발이 활발하게 이루어지고 있습니다. 기존에는 개별 장기의 오가노이드 연구가 주류였으나, 이제는 multi organoid-on-a-chip을 활용하여 장기 간 상호작용을 연구하는 방향으로 확장되고 있습니다. 이를 통해 신약의 대사 과정과 독성을 보다 정밀하게 평가할 수 있는 기술이 개발되고 있습니다. Organoid-on-a-chip 기술은 앞으로 정밀 의학과 개인 맞춤형 치료 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 환자의 세포를 기반으로 오가노이드를 제작하여 개별 환자에게 최적화된 치료법을 개발하는 것이 가능해질 것입니다. 또한, 생체 내 환경을 더욱 정밀하게 모방하는 기술이 발전될 것입니다. 유전자 조작 기술과 microfluidic system의 발전을 통해, 더 정교한 인간 장기 모델이 개발될 수 있습니다. 예를 들어, 인공 혈관 시스템을 포함한 organoid-on-a-chip이 개발되면, 보다 현실적인 생리학적 환경을 구현할 수 있을 것입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 학부 시절부터 박사과정을 거쳐 현재 박사후 연구원으로 인하대학교 생명공학과 허윤석교수님 연구실에서 연구를 수행하고 있습니다. 현재 연구실에서는 오가노이드 및 microfluidic system, 바이오센서 및 생체 삽입형 장치, 나노바이오 기술 및 바이오소재 연구를 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있습니다. 특히, organoid-on-a-chip 기술을 활용한 신약 개발 및 질병 모델링 연구를 통해 정밀한 인체 환경을 모방하는 차세대 바이오 플랫폼을 개발하고 있으며, 바이오센서 및 생체 삽입형 장치 연구에서는 체액 기반 센서 및 생체 삽입형 전지를 개발하여 의료 및 환경 모니터링 기술을 발전시키고 있습니다. 또한, 나노바이오 기술 및 바이오소재 연구를 통해 나노소재를 이용한 약물 전달 시스템 및 고감도 바이오센서를 개발하며, 이를 정밀 의료 및 재생 의학 분야에 적용하고자 합니다. 최종적으로, 현재 속해있는 허윤석교수님 연구실은 생명과학, 공학, 나노기술을 융합하여 정밀 의료 및 바이오 융합 기술을 선도하는 것을 목표로 하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
Organoid-on-a-chip 관련 공부를 하면서 느낀 점은 기존의 2D 세포 배양이나 동물 실험으로 해결할 수 없었던 한계를 극복하며, 실제 인체 환경과 유사한 플랫폼을 개발하는데 기여하고 있다는 점입니다. 이 기술을 통해 신약 개발 과정에서 약물의 효과와 독성을 보다 정확하게 평가할 수 있으며, 환자 맞춤형 치료 및 희귀 질환 연구에도 적용 가능성이 커지고 있습니다. 특히, 장기 간 상호작용을 재현하는 다중 오가노이드 시스템을 구축하고, microfluidic 기술을 활용하여 정밀한 생리학적 환경을 모사할 때마다, 이 기술이 미래 의료의 패러다임을 바꾸는데 기여하고 있다는 생각이 듭니다. 동물 실험의 윤리적 문제를 해결하고, 인간 중심의 실험 모델을 제시할 수 있다는 점에서도 이 연구의 가치는 매우 크며, 정확하고 재현성 높은 바이오 플랫폼을 개발함으로써 미래 의학 발전에 기여할 수 있을 것이라 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
Organoid-on-a-chip 연구는 생명과학, 바이오공학, 나노기술, 미세유체공학 등 융합된 다학제적 분야로, 새로운 기술을 배우고 적용하는데 있어 개방적인 사고와 도전적인 자세가 중요하다 생각이 듭니다. 저도 리뷰 논문을 작성하면서 느낀 것이지만, 기초 생물학 및 세포 배양 기술뿐만 아니라, microfluidic system, 바이오소재, 3D 세포배양 등의 개념을 익혀두는 것이 큰 도움이 될 것입니다. 또한, 연구는 항상 예상과 다르게 흘러갈 수 있기 때문에 끊임없이 문제를 해결하려는 태도와 협업하는 능력이 필수적입니다. 새로운 기술과 연구 동향을 빠르게 습득하기 위해 논문을 많이 읽어보고, 국제학회나 연구 네트워크를 적극 활용하는 것도 추천합니다. 특히, 이 분야는 추후 정밀 의료, 신약 개발, 재생 의학 등 미래 바이오 산업을 주도할 가능성이 있는 분야 중 하나이기에, 장기적인 비전을 가지고 꾸준히 도전한다면 충분한 보람과 성취감을 느낄 수 있을 것입니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
Organoid-on-a-chip을 연구하면서, 칩 내에서 보다 정밀한 생리학적 환경을 구현하기 위해서는 크게 네 가지 핵심 기술인 assembloid, vascularization, immune system, ECM 최적화가 필수적으로 발전해야 한다고 판단했습니다. 특히, vascularization 기술의 중요성을 인식하여 지난 1월 University of Pennsylvania 허동은 교수님 연구실에 방문 연구원으로 머물러 관련 연구를 진행하고 학습한 경험이 있습니다. 앞으로는 이 네가지 기술을 유기적으로 통합하여 보다 현실적인 생체 모델을 구축하는 연구를 수행할 계획이며, 오가노이드 내에서 장기 간 네트워크를 형성하고 실제 인체와 유사한 기능을 구현하는 방향으로 연구를 확장하고자 합니다. 이를 통해 정밀 의료 및 신약 개발에서 보다 신뢰할 수 있는 플랫폼을 제공하는 것이 궁극적인 목표입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
본 연구를 진행하는 데 있어 아낌없는 지도와 지원을 해주신 인하대학교 허윤석 교수님과 상명대학교 강성민 교수님께 깊은 감사를 표합니다. 또한, 관련 리뷰 논문을 작성하는 과정에서 도움을 준 박준서, 한상훈, 권태연, 성주용, 김지경 등 학생들에게도 진심으로 감사의 마음을 전합니다. 올해부터 박사후 연구원으로써 새로운 연구 여정을 시작하게 되었는데, 앞으로 organoid-on-a-chip 연구 발전을 위해 더욱 정진하고, 보다 의미 있는 성과를 낼 수 있도록 최선을 다하겠습니다.
#Organoid-on-a-chip
#3D cell culture
#Personalized medicine
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