한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
전신홍반루푸스(systemic lupus erythematosus, SLE, 이하 루푸스)는 피부, 관절, 신장 등 다양한 장기에 염증을 유발하며, 자가항체 생성과 면역복합체의 침착을 특징으로 하는 대표적인 전신성 자가면역질환입니다. 최근 루푸스 병인기작에 Type I interferon(1형 인터페론)의 중요성이 크게 부각되고 있으며, 이를 억제하기 위한 치료제들이 활발히 개발되고 있습니다. 실제로 2021년에는 인터페론 알파 수용체를 표적으로 하는 monoclonal antibody(단일클론항체)가 FDA의 승인을 받기도 하였습니다. 1형 인터페론의 생성 경로 중 하나인 STING pathway는 세포질 내로 유입된 DNA에 의해 활성화되며, STING-TBK1-IRF3의 연쇄적인 활성화를 통해 1형 인터페론을 생성합니다.
한편 Tripartite motif-containing 21(TRIM21)은 항체에 결합할 수 있는 세포질 내 항체 수용체로, E3 ligase로서 세포 내 유입된 병원성 단백질이나 바이러스를 ubiquitination하여 분해를 유도하는 역할을 합니다. 루푸스 환자에서는 TRIM21에 대한 자가항체가 높은 비율로 발견되며, 이러한 자가항체는 TRIM21의 기능을 억제한다고 알려져 있습니다. 하지만 TRIM21이 루푸스 질환 기전에 직접적으로 어떤 역할을 하는지에 대해서는 명확히 밝혀져 있지 않았습니다.
이에 본 연구에서는 루푸스 질환에서 TRIM21이 STING pathway를 조절할 수 있는지, 그리고 이를 통한 치료 가능성이 있는지를 규명하고자 하였습니다.
루푸스에서 TRIM21의 역할을 조사하기 위해 약물 유도 혹은 자연 발생 루푸스 마우스 모델에서 TRIM21을 결핍시켰을 때 STING pathway 활성화에 따른 1형 인터페론 생성이 증가하고 루푸스 표현형이 심화되는 것을 관찰하였습니다. 반면, TRIM21의 과발현은 자가면역질환 표현형을 감소시켰습니다. 기전 연구를 통해 TRIM21이 ubiquitin-proteasome pathway를 이용해 STING에 직접 결합하여 이를 분해시키는 것을 확인하였습니다. 또한 루푸스 환자에서 TRIM21의 발현은 STING, 1형 인터페론, 자가항체의 발현들과 음의 상관관계를 보였습니다.
이러한 결과들은 TRIM21이 루푸스 병인기전에 억제적 역할을 하며, TRIM21-STING axis가 루푸스 치료의 새로운 표적이 될 수 있음을 시사합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 가톨릭대학교 류마티스연구센터와 서울성모병원 류마티스내과에서 수행되었습니다. 두 기관은 대학, 병원, 산업체 간의 협력을 기반으로, 임상과 기초 연구, 산업화 연구개발을 융합하는 선도적인 연구 플랫폼을 구축하고 있습니다.
특히 류마티스관절염, 루푸스, 쇼그렌 증후군, 전신경화증 등 다양한 희귀난치성 자가면역질환의 병인 규명과 신규 치료법 개발을 목표로 폭넓은 연구를 진행 중입니다. 임상에서 얻은 실제 환자 데이터를 바탕으로, 기초 생물학적 연구와 연결해 자가면역질환의 진단 및 치료에 있어 실질적인 해결책을 제시하고자 노력하고 있습니다. 또한 기초와 임상이 유기적으로 연계된 연구를 바탕으로, 차세대 진단 기술과 치료제 개발을 주도해 나갈 수 있도록 지속적인 연구 역량 강화에 힘쓰고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구를 진행하면서 가장 크게 느끼는 보람은, 단순히 실험실 안에서 기전만을 밝히는 데 그치지 않고, 그 결과가 실제 환자 치료에 기여할 수 있다는 가능성을 품고 있다는 점입니다. 특히 우리 연구소는 임상과 기초가 유기적으로 연결된 구조 안에서 연구를 수행하고 있기 때문에, 실질적인 환자 데이터를 바탕으로 한 기초연구가 가능하며, 이를 통해 치료 표적을 제시하거나 새로운 치료 전략을 개발할 수 있다는 점에서 더욱 의미 있으며 개인적으로 큰 자부심을 느끼고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
처음 연구를 시작할 때는 누구나 막막하고 자신이 어디쯤 와있는지도 알기 쉽지 않습니다. 저 역시 처음에는 실험 기법 하나하나를 익히는 것조차 쉽지 않았고, 데이터 하나를 얻기까지 많은 시행착오를 겪었습니다. 하지만 기초부터 차근차근 배우고 포기하지 않고 꾸준히 나아가다 보면, 어느 순간 한층 성장해 있는 스스로를 발견하게 될 것입니다.
연구는 명확한 정답이 없는 길을 탐색하는 과정입니다. 그렇기 때문에 때로는 실패와 좌절이 반복되기도 하지만, 그만큼 스스로 문제를 해결해 나가는 과정에서 큰 성취감을 얻을 수 있기도 합니다. 특히 생명과학이나 의과학 분야는 인간의 건강과 삶의 질에 직결되는 만큼, 자신의 연구가 사회에 기여하고 있다는 의미 있는 보람도 함께 얻을 수 있습니다. 꾸준함과 성실함, 그리고 열정만 있다면, 누구든지 훌륭한 연구자가 될 수 있다고 믿습니다. 자신을 믿고 한 걸음씩 나아가시길 응원합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재까지의 연구는 병인이 명확히 밝혀지지 않은 자가면역질환에서 새로운 치료 타겟을 발굴하는 데 초점을 맞추어 진행해 왔습니다. 앞으로는 이러한 기초 연구의 연장선에서, 후속 기전 규명뿐 아니라 실제 치료제 개발로 이어질 수 있는 실질적인 연구로 발전시키는 것이 목표입니다.
특히 루푸스를 비롯한 다양한 자가면역질환은 그 병인기전이 매우 복잡하고, 개인별로도 증상이나 반응이 다르게 나타나는 경우가 많습니다. 이런 질환에서 정확한 분자 수준의 타겟을 제시하고, 이를 바탕으로 환자 맞춤형 치료전략을 제안하는 것은 임상적으로도 매우 의미 있는 일이라고 생각합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이 자리를 빌려, 그동안 전하지 못했던 감사의 마음을 전하고자 합니다.
본 연구를 수행하는 과정은 결코 혼자만의 힘으로는 이룰 수 없는 길이었습니다. 연구의 크고 작은 모든 과정마다 많은 분들의 따뜻한 관심과 아낌없는 도움이 있었기에 여기까지 올 수 있었습니다. 이 자리를 빌려 그 모든 분들께 깊은 감사의 마음을 전하고 싶습니다.
항상 아낌없는 조언과 지도로 큰 힘이 되어주신 곽승기 교수님, 조미라 교수님, 박영재 교수님, George C. Tsokos 교수님께 진심으로 감사드립니다. 교수님들께서 보여주신 학문에 대한 깊이 있는 통찰은 제게 많은 가르침이 되었으며, 연구자로서 나아가야 할 방향과 태도를 정립하는 데 큰 밑거름이 되었습니다. 그리고 단백질 관련 자문에 응해주신 남민경 박사님께도 감사의 마음을 전합니다. 박사님의 세심한 조언 덕분에 연구를 잘 마무리할 수 있었습니다.
언제나 든든한 버팀목이 되어주시는 부모님과 시부모님을 비롯한 가족분들께 깊은 감사의 마음을 전합니다. 묵묵히 곁을 지켜주며 늘 한결같이 응원해주는 남편에게 무한한 감사를 전하고 싶습니다.
또한, 함께 연구실을 지켜 온 모든 실험실 선생님들께도 깊은 감사의 마음을 전합니다.
앞으로도 늘 감사한 마음을 잊지 않고 살아가겠습니다. 다시 한 번, 제 연구 여정에 함께해주신 모든 분들께 진심으로 감사드립니다.
#루푸스
#TRIM21
#STING
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