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

약동학적인 관점에서는 약의 알맹이도 중요하지만, 껍데기도 중요합니다. 생체이용률이나 생체 분포, 대사 반감기 등 중요한 약리학적 지표들이 달라지거든요. 예를 들면 Free form 약물의 단점 중 하나는 쉽게 간에서 대사되어 신장을 통해 배출된다는 것인데 이를 해결하기 위해 약에 튼튼한 케이스를 씌워주면 (i.e. 나노입자 형태로 만들게 되면) 순환시간이 길어지고, 약물이 체내에서 더욱 오래 치료 범위 (therapeutic window)에 머물 수 있습니다. 주로 생체적합성이 높은 천연 혹은 합성 고분자 등을 사용하여 약물을 봉입하는데요, 이때 고분자의 화학 구조나 조성, 혹은 입자의 모양에 따라서 약의 성격이 달라집니다. 이렇듯 다양한 방식으로 봉입한 나노입자의 물리화학적 특성을 조절하여 체내 순환시간을 늘리는 등의 치료 효과를 개선한 다양한 나노 의약품들이 개발되었습니다.

요즘 mRNA 백신을 가능케 한 주역인 지질나노입자 (LNP, Lipid nanoparticle)에 대한 관심이 높아지고, 백신뿐만 아니라 단백질 기반 치료제로써도 많은 임상 연구가 진행되고 있습니다. 치료 효능을 개선하기 위해 여러 다른 조성의 지질들을 사용해서 LNP의 물리화학적인 성질을 조절하거나, 표적화 리간드를 부착하여 병변 부위로의 약물 전달량을 높이고 비특이적 전달로 인한 부작용을 줄이는 전략 등 payload (e.g. mRNA, siRNA) 보다 LNP 입자에 초점을 둔 연구들이 진행되고 있는데요, 우리 연구팀은 입자 크기의 영향에 주목했습니다.

본 연구에서는 지질 조성의 변화 없이 LNP의 크기만을 조절해서 입자의 크기가 생물학적인 활동성에 어떤 영향을 주는지를 설명했는데요, 좋아하는 유튜버처럼 3줄 요약해 보겠습니다.

 1) LNP 입자 크기가 작아질수록 단백질 발현이 늘어난다.
 2) 세포막 변형에 필요한 에너지양이 적어서, 더 많은 입자가 쉽게 세포 내로 유입될 수 있기 때문이다.
 3) 동물 실험에서도 꼭 그런 건 아니더라.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

가톨릭대학교 의과대학 의생명과학교실 소속 구희범 교수님 연구실에서 수학하고 있습니다. 요즘 지질나노입자 (LNP) 관련 연구에 큰 비중을 두고 있는데, Lipid 합성부터 RNA 디자인까지 폭넓은 분야의 전문가들이 모여 있고요, 또한 줄기세포 활용 조직공학이나 미세유체역학 등의 다른 분야도 활발히 연구하고 있습니다. 또한 의과대학의 특성상 다른 진료과와 임상 공동연구를 진행하기에도 유리하고, 특히 한 연구실에서 다양한 분야의 경험을 쌓을 수 있다는 건 큰 장점인 것 같습니다. 연구실에 좋은 사람들이 참 많습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

Application이 아닌 mechanistic study를 할 때는 이게 같은 분야에 있는 다른 연구진들에게도 흥미롭고 도움이 될만한 연구 결과를 공유할 수 있다는 데에서 오는 효용의 감각이 좋았습니다. 앞으로도 이런 연구를 하고 싶습니다.

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

제가 더 도움이 필요한 입장이라 조언해 줄 위치는 아닌 것 같고요, 힘들 때는 씩씩한 음악을 들으면 도움이 좀 됩니다. 마이 앤트 메리나 페퍼톤스, yo la tengo 등의 훌륭한 음악을 많이 꺼내 들었습니다.

코엔 형제의 '위대한 레보스키' 중 후반부에 주인공이 이런 말을 해요. "Strikes and gutters, ups and downs … well, the dude abides"1 웨스턴 밴드가 안 나와도, 파티클 사이즈가 찍을 때마다 매번 달라도, 그게 영원하지는 않을 거고 우리는 결국 답을 찾을 테니 너무 낙담하지는 맙시다. 좋은 날도, 나쁜 날도 결국 한 날이고 지나가니까요. 새로운 것을 발견하는 그 기쁨과 즐거움을 잃지 않기를 바라요.

[1] Coen, J., & Coen, E. (1998). The Big Lebowski. Gramercy Pictures; PolyGram Filmed Entertainment.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

주로 나노입자를 통한 약물전달 및 새로운 방식의 항암치료 연구를 하게될 것 같습니다. 미세유체 유전체전달 연구도 진행 중이고요. 재밌는 상상들을 현실화 시켰을 때의 기쁨을 더 경험하고 싶어요.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

사랑하는 부모님과 동료들에게 뜨거운 감사를 전합니다.