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

섬유아세포(Fibroblast)는 폐 조직 내에서 구조적 지지 기능뿐만 아니라 다양한 세포와 상호작용하며 폐의 정상 기능 유지 및 재생에 중요한 역할을 합니다. 제가 이 논문에서 연구한 암 관련 섬유아세포(cancer-associated fibroblast, CAF)는 암세포뿐만 아니라 다른 면역세포들과도 상호작용하여 종양 미세환경(tumor microenvironment)을 구성하고 암 진행에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 최근에는 항암 면역치료와 함께 CAF를 표적화하는 병용 요법도 시도되고 있습니다.
저는 이 연구를 통해 폐암 조직 내 존재하는 섬유아세포 중 노화 마커 중 하나인 p16^Ink4a를 발현하는 섬유아세포가 폐암에서 병적인 역할을 하며, 이들을 선택적으로 제거했을 때 암 진행이 억제되는 것을 밝혔습니다. 암에서 노화세포가 암세포의 성장을 촉진하는지 억제하는지에 대한 의문과 관심은 오랫동안 있어왔지만, 노화세포가 실제로 암 조직 내에 존재하는지, 이들이 암세포와 어떻게 상호작용하고 어떤 역할을 하는지는 명확히 밝혀지지 않았습니다.
저는 오가노이드 공배양 시스템을 통해 p16^Ink4a를 발현하는 노화 섬유아세포가 암세포의 성장을 직접적으로 조절한다는 것을 규명했습니다. 또한 이 노화 섬유아세포가 분비하는 인자 중 APOE가 지방산(fatty acid)을 암세포로 전달하며 암세포의 성장을 촉진하는 것을 확인했습니다. 특히 주목할 점은, p16^Ink4a를 발현하는 노화 섬유아세포를 선택적으로 제거했을 때 폐암 진행이 억제되어 이들이 새로운 치료 표적으로 활용될 수 있다는 가능성을 제시했다는 것입니다.
제가 이 연구를 마무리할 무렵 암 모델에서 노화 섬유아세포 및 노화 대식세포(macrophage)의 역할을 보고한 논문들이 출판되었습니다. 그러나 본 연구는 노화 섬유아세포가 분비인자를 통해 암세포의 성장을 직접적으로 조절한다는 기전을 규명했다는 점에서 차별성을 갖습니다.
포스닥 트레이닝을 시작하며 착수한 이 프로젝트를 오랜 시간에 걸쳐 완성하게 되었습니다. 폐 연구도, 암 연구도 처음이었지만 흥미를 가지고 공부하며 실험 결과를 도출하고 즐겁게 연구했던 프로젝트였습니다. 마우스 실험뿐만 아니라 오가노이드, single cell RNA sequencing 및 spatial transcriptomics 등 다양한 실험 및 분석 기법들을 다루느라 고군분투했지만 이 모든 경험 덕분에 새로운 분야를 공부하고 연구하는 데 자신감이 생겼고, 앞으로도 새로운 도전을 주저하지 않으려 합니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

저는 University of California San Francisco (UCSF) 의 Tien Peng 교수님 연구실에서 포스닥으로 근무하면서 이 연구를 진행했습니다. 본 연구실은 폐 질환 및 재생 모델에서 섬유아세포의 역할을 연구하고 이를 이용한 치료제 연구를 해왔습니다. 2022년 Science 지에 p16^Ink4a를 발현하는 노화세포가 폐 상피세포의 재생을 돕는 다는 것을 밝힌 논문을 출판하였고 저는 이 논문의 후속연구로 p16^Ink4a를 발현하는 노화 섬유아세포의 역할을 폐암 및 폐 섬유화 모델에서 연구했습니다. UCSF는 최신 첨단 연구 기술을 빠르게 도입할 수 있는 시스템이 잘 갖춰져 있고 의사과학자들을 중심으로 병원과 연계되어 연구를 할 수 있어 기초과학 연구뿐만 아니라 임상 적용에 가까운 연구가 활발히 진행되는 최적의 연구기관입니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

저는 박사과정동안 중간엽 줄기세포를 이용해 줄기세포의 노화를 연구했습니다. 포스닥으로 일할 연구실을 알아볼 때 제가 연구하던 주제를 확장할 수 있는 연구실을 찾다 lung mesenchyme에서 노화세포에 주목을 하고 있던 Tien의 연구실을 찾게 되었고 감사히도 같이 연구를 하게 되었습니다. 저의 세포 노화 연구 경험 그리고 줄기세포 연구 경험이 이 연구에서 노화 섬유아세포 및 암세포 내 lineage plasticity를 가진 세포를 연구하는 데에 많은 도움이 되어 보람을 느꼈고 제가 포스닥동안 쌓은 경험을 밑거름으로 새로운 연구도 차근차근 잘 진행해보고 싶습니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

매번 논문 작업을 할 때마다 느끼지만 한 프로젝트를 마무리하는데 특히 저의 분야는 긴 시간이 소요됩니다. 저도 앞으로 이제껏 해 온 시간 이상으로 더 연구를 해야 하겠지만 연구를 진행하는 과정에서 작은 결과라도 작은 배움이라도 뿌듯해 하면서 본인을 잘 다독이며 꾸준히 해 나가는게 중요하다고 느꼈습니다. 또한 혼자 몰입하는 시간도 중요하지만 다른 연구자들과 대화를 하면서 다른 관점과 열린 시야를 가지는 것도 본인의 발전과 연구의 발전에 큰 도움이 된다고 생각합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

올해 9월부터 인하대학교 의과대학에서 근무를 시작하여 연구실을 꾸려가고 있습니다. 폐암 및 폐 섬유화를 비롯한 폐 질환에서 노화 세포 및 병적인 역할을 하는 세포의 타겟팅, 세포 간 상호작용 연구를 통한 치료제 개발연구를 하고자 합니다. 오가노이드 및 마우스 실험 뿐만 아니라 single cell RNA sequencing, spatial transcriptomics 등 다양한 실험 기술을 기반으로 연구를 진행할 예정이니 관심있으신 학생분들은 저에게 이메일로 연락을 부탁드립니다. (이진영: jinyoung.lee@inha.ac.kr)

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

먼저 이 연구를 함께 진행하면서 연구자로서 많이 배울 수 있었던 Tien 교수님께 감사인사를 드립니다. 노화세포 연구를 하면서 많은 논의를 함께한 Soledad, Nancy 그리고 실험실 안팎으로 도움을 준 상호, Tsukasa, Ritusree 외 연구실 동료들에게도 감사를 전합니다. 포스닥의 길도 교수의 길도 응원을 아끼지 않으시는 저의 박사과정 지도교수님 강경선 교수님께도 감사를 드리고 싶습니다.
그리고 끝없는 응원으로 제가 연구에 집중할 수 있게 도와주신 양가 부모님, 형제들에게도 깊은 감사를 전합니다. 마지막으로 연구자의 길을 함께하며 언제나 옆에서 큰 힘이 되어주는 남편 김재준 교수님, 벌써 의젓한 아들에게 사랑과 감사를 전합니다.