한빛사 인터뷰
- 등록2025-03-13
- 조회178
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
안녕하세요, 저는 성균관대학교 융합생명공학과 박우람 교수님 연구실에서 석박통합과정 재학중인 신승용입니다. 우선 제 연구 내용과 저희 연구실을 소개할 수 있는 기회를 주신 BRIC 관계자분들과 이 인터뷰를 읽으시는 모든 분들께 감사드립니다.
방사선 치료는 암 치료의 주요 방법 중 하나이지만, 정상 조직에 대한 손상이나 암세포의 방사선 저항성 등의 한계점이 있습니다. 최근 이러한 문제를 해결하고 방사선 치료의 효과를 높이기 위해 방사선 민감제를 이용하여 암세포의 방사선 민감도를 높이고 정상 조직의 손상은 최소화하는 치료 전략 개발에 많은 연구가 이루어지고 있습니다.
본 연구에서는 하프늄 나노입자를 이용하여 암세포의 방사선 민감도를 향상시키는 동시에, 암세포의 방사선 저항성을 억제하는 기술을 개발했습니다. 하프늄 나노입자는 높은 원자 번호(high-Z, 72번)를 가지고 있어 방사선 조사 시 방사선 에너지를 효과적으로 흡수하고, 이를 통해 활성산소 생성을 증가시켜 DNA 손상 및 암세포 사멸을 유도합니다. 본 연구에서는 하프늄 나노입자의 표면을 양이온성 고분자인 폴리에틸렌이민(PEI)으로 코팅하여 암세포 생존에 중요한 Bcl-2 유전자를 침묵시키는 siRNA를 효과적으로 전달하였습니다. Bcl-2 유전자는 세포 사멸을 억제하는 역할을 하며, DNA 손상 복구 메커니즘을 촉진하여 방사선 치료 효과를 감소시키는 주요 원인으로 알려져 있습니다.
이렇게 개발된 이중 기능성 하프늄 나노플랫폼은 방사선 치료와 함께 사용될 때 암세포의 DNA 손상을 증가시키고, DNA 손상 복구 기전을 억제하여 치료 효과를 극대화하는 것으로 나타났습니다. 특히, 마우스 대장암 모델을 이용한 동물 실험에서는 대조군 대비 약 80%의 탁월한 종양 성장 억제 효과를 보였으며, 정상 조직 및 주요 장기에 대한 부작용은 최소화된 것으로 확인되었습니다.
▲ 이중 기능성 하프늄 나노 플랫폼의 작용 메커니즘 개략도
최근 나노 기술의 발전과 함께 High-Z 나노 물질을 이용한 방사선 증감제 개발 및 암세포의 방사선 저항성 극복을 위한 다양한 전략들이 연구되고 있습니다. 본 연구에서는 이중 기능성 하프늄 나노플랫폼의 방사선 증감 효과와 방사선 저항성 억제의 시너지효과로 암 방사선 치료의 효능을 극대화하는 전략의 가능성을 확인하였습니다. 이러한 연구 결과들이 향후 암 치료 분야의 발전에 조금이나마 기여할 수 있기를 바랍니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구를 진행한 성균관대학교 첨단 바이오의약품 전달 연구실은 박우람 교수님의 지도 아래 융합 생명공학 지식에 기반한 다학제적 연구를 통해 질병 치료를 위한 혁신적인 약물 전달 기술을 개발하고 있습니다. 연구 범위는 유/무기 화학 합성, 동물 세포 배양, 분자 생물학적 분석, 면역 분석, 및 동물 실험 등 폭넓은 분야를 포괄하며, 첨단 나노 기술을 활용하여 난치성 질환 치료를 위한 새로운 플랫폼 개발에 주력하고 있습니다. 저희 연구실에서는 재료의 개발부터 세포 실험, 동물 실험까지 전 과정을 경험하며 연구를 직접 설계하고 마무리할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한, 자유로운 분위기 속에서 활발한 토론과 협력을 통해 연구를 수행하고 있으며, 구성원 간의 화목한 분위기 속에서 서로 의지하며 연구할 수 있는 점이 장점이라고 생각합니다.
- 연구실 홈페이지: https://wparklab.weebly.com
▲ 2024년 첨단 바이오의약품 전달 연구실 워크숍
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
본 연구를 시작할 때에, 저희 연구실에서 제가 처음으로 방사선 치료 세팅을 하게 되어 막막함과 어려움을 느꼈습니다. 시간이 걸리더라도 제대로 세팅하자는 마음가짐으로 꼼꼼하게 한 단계씩 나아가며 연구를 진행하였고, 직면하는 과제들을 해결해 나아가며 한 편의 논문을 완성하는 과정을 통해 한 단계 성장할 수 있는 계기가 된 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
약물 전달 기술은 화학, 생물학, 물리학, 및 의공학 등 다양한 학문 분야의 융합으로 이루어진 분야라고 생각합니다. 학부 과정에서 폭넓은 기초 지식을 쌓는 것이 앞으로의 연구 및 진로 선택에 큰 도움이 될 것이라 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 앞으로도 방사선 치료와 유전자 치료에 대한 연구를 더욱 심도 있게 진행하고자 합니다. 본 연구에서 개발한 이중 기능성 하프늄 나노플랫폼 외에도 다양한 약물 전달 기술을 활용하여 방사선-유전자 치료 효과를 극대화할 수 있는 플랫폼들을 개발하고 싶습니다. 또한, 제가 개발한 약물 전달 기술이 실제 임상에 적용되어 암과 같은 난치병으로 고통받는 환자분들에게 실질적인 도움이 되기를 바랍니다. 이를 위해 앞으로도 꾸준히 연구에 매진하여 혁신적인 치료법 개발에 기여하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
본 연구가 성공적으로 마무리될 수 있도록 아낌없는 지도와 격려를 보내주신 박우람 교수님께 깊은 감사를 드립니다. 또한, 연구의 처음부터 끝까지 함께하며 든든한 버팀목이 되어준 사랑하는 가현이에게 진심으로 고마움을 전합니다. 연구 컨셉과 방향성에 대해 끊임없이 고민하고 조언을 아끼지 않았던 준혁이 형, 유전자 관련 실험 및 논문 구성에 큰 도움을 준 하은 누나와 주동이 형에게도 감사의 마음을 전합니다. 동물실험과 조직실험을 묵묵히 서포트하며 힘든 과정을 함께 해준 고씨네(승효, 은영), 그리고 많은 지원과 조언을 해주신 한지은 박사님께도 감사드립니다.
방사선 치료 및 차폐체 제작에 관한 전문적인 지식과 아낌없는 지원을 주신 강북삼성병원의 한수철 박사님, 이준복 교수님, 및 남희림 교수님께도 깊은 감사를 드립니다. 해외 연수 기간 동안 끊임없이 배우고 성장할 수 있도록 지도해주신 미국 노스웨스턴 대학교의 김동현 교수님께도 진심으로 감사드립니다.
마지막으로, 언제나 저를 믿고 지지해주며 존재만으로도 큰 힘이 되는 사랑하는 가족, 신경노 아버님, 엄마 김화영 여사, 큰딸 민용이 누나, 그리고 막내 예진이에게 진심으로 감사드립니다.
#Hafnium oxide nanoplatform
# Radiotherapy
# Gene therapy
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