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

이번 연구는 인간 전분화능 줄기세포 (hPSCs)를 활용하여 초기 내배엽(Definitive Endoderm, DE)과 폐포 발달 과정에서 미토콘드리아 기능이 수행하는 결정적 역할을 규명하는 데 초점을 두었습니다. 최근 줄기세포 기반 재생의학에서는 세포 운명 결정 과정에서 에너지 대사 및 미토콘드리아 항상성이 핵심적인 조절 인자로 인식되고 있으며, 본 연구는 이러한 대사 조절 기전과 폐 발생을 직접적으로 연결한 점에서 의의가 있습니다.
저희는 Glyoxalase system의 주요 효소인 Glyoxalase 1 (GLO1) 결핍이 미토콘드리아 생합성과 호흡 기능을 현저히 저하시켜 DE 분화 및 폐포 오가노이드 형성을 저해한다는 사실을 확인했습니다. 이는 GLO1의 역할을 단순한 대사 해독을 넘어, 초기 배엽 발달과 폐 조직 형성에 이르는 발달학적 조절인자로 확장해 해석할 수 있음을 보여줍니다.
또한 GLO1 결핍에 따른 분화 결함이 Wnt/β-catenin 경로 활성제 (CHIR99021, WNT3a, BIO) 처리로 부분적으로 회복될 수 있음을 증명하였습니다. 이러한 결과는 줄기세포 연구에서 강조되는 대사 리프로그래밍 (metabolic reprogramming), 즉 glycolysis에서 OXPHOS으로의 대사 전환이 세포 운명 결정의 필수 메커니즘임을 뒷받침하며, GLO1이 새로운 대사·미토콘드리아 조절인자로 기능할 가능성을 제시하고 있습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

제가 소속된 강원대학교 의학과 호흡기내과 줄기세포 및 응용 연구실은 폐 발생과 폐섬유증의 세포·분자적 기전, 환경 오염물질의 영향, 대식세포 생물학을 주요 주제로 활발히 연구를 이어가고 있습니다.
특히 hPSCs 기반의 폐포 오가노이드 모델과 환자 유래 폐 조직 오가노이드를 활용해, 특발성 폐섬유증(IPF)과 만성 폐쇄성 폐질환(COPD) 같은 난치성 폐질환의 새로운 치료 전략을 탐구하고 있습니다.
또한 hPSCs에서 유래한 대식세포를 분화시켜, 이들이 가진 분비체 (secretome)와 미토콘드리아 전달 능력이 손상된 폐 조직 재생과 섬유화 완화에 어떤 기여를 할 수 있는지도 집중적으로 연구하고 있습니다. 이는 줄기세포를 통한 호흡기 연구와 면역학적인 접근을 접목한 저희 연구실만의 차별화된 연구 분야라고 생각합니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

연구는 언제나 긴 마라톤과 같다고 생각합니다. 이번 연구도 약 5년이 걸렸으며, 후반에는 진전이 더뎌 어려움이 많았습니다. 그 과정에서 수많은 실패와 시행착오를 겪었지만, 지도교수님과 함께 끊임없이 방향을 점검하며 실험을 이어간 끝에 가설과 결과가 맞아떨어지는 순간을 경험할 수 있었습니다.
새로운 가설을 통한 결과를 직접 확인하고 이를 지식화 하여 논문화 할 수 있었다는 점은 큰 자부심이었으며, 앞으로도 제 연구 여정을 꾸준히 이어갈 힘이 되리라 생각합니다.

4. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

앞으로는 호흡기 질환 연구와 더불어 대식세포 연구를 더욱 확장하고자 합니다. 대식세포는 다양한 질환과 환경에서 극성을 변화하며 중요한 역할을 담당합니다. 저는 이러한 특성을 활용해, 대식세포 극성 및 기능 조절을 통한 조직 재생 연구를 활발히 진행하고 싶습니다. 이를 통해 호흡기 질환을 포함한 여러 질환의 치료 전략 개발에 기여하고자 합니다.

5. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

이번 연구가 이 자리까지 올 수 있었던 것은 홍석호 교수님과 이종희 박사님의 변함없는 지도와 믿음 덕분이라고 생각합니다. 함께 실험하며 많은 시간을 나눈 고혜빈 박사님, 연구실 동료 김지영 박사님과 지혜, 민제에게도 진심으로 감사드립니다.
또한 긴 학위와 연구 여정을 묵묵히 응원해 주시는 부모님, 같은 연구자의 길을 걷고 있는 남동생 우진이, 그리고 늘 곁에서 큰 힘이 되어주는 유승우씨에게도 특별히 고마움을 전하고 싶습니다.
연구는 언제나 쉽지 않고 때로는 긴 어둠 속을 걷는 듯하지만, 그 속에서 배우는 인내와 성취가 연구자를 성장시킨다고 믿습니다. 실패와 시행착오도 결국 더 단단한 기반이 되어 의미있는 연구로 이어진다는 마음으로, 앞으로도 꾸준히 제 길을 걸어가겠습니다.