광역학치료(Photodynamic therapy, PDT)는 광감각제(photosensitizer)에 특정 파장의 빛을 조사하여 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)을 생성하고, 이를 통해 암세포의 사멸을 유도하는 치료 방법입니다. 정상 조직에 대한 손상을 최소화하면서 원하는 부위(광 조사 부위)에 선택적으로 치료를 유도할 수 있다는 장점으로 인해 암 치료를 비롯한 다양한 분야에서 연구되고 있습니다.

Small

이 연구는 아토피 피부염(AD)과 피부 T세포 림프종(CTCL) 사이의 진단적 회색지대를 다루고 있습니다. CTCL 중 가장 흔한 아형인 mycosis fungoides(MF)는 초기 단계에서 임상 양상이 중증 아토피 피부염과 거의 구분되지 않지만, 하나는 만성 염증질환이고 하나는 악성종양이라 치료 방향이 완전히 달라지므로 정확한 구분이 매우 중요합니다. 최근 이 분야에서는 dupilumab 치료 중 MF가 새로 발견되거나 악화되는 사례가 전 세계적으로 계속 보고되고 있으며, 이것이 숨어있던 악성종양을 드러낸 것인지 약이 염증성 아형을 키운 것인지 논쟁이 이어지고 있습니다. 이에 따라 우리는 기존 PCR 기반 TCR 검사의 해상도 한계로 인한 위양성 문제를, 고해상도 단일세포 기술이 해결할 도구로 활용 가능성으로 보았으며, 실제로 본 연구에서 scRNA-seq과 scTCR-seq으로 단일세포 수준에서 clonality를 다시 확인한 결과, bulk PCR에서는 malignant monoclonal처럼 보였던 것이 실제로는 reactive oligoclonal임을 밝혀냈습니다. 전망으로는, 단일세포 transcriptome과 TCR repertoire, 공간전사체를 결합한 다중오믹스 진단이 악성종양과 반응성 염증을 구분하는 새로운 표준이 될 가능성이 높다고 생각합니다. 또한 질병명이 아니라 우세한 면역 경로(endotype)에 따라 치료제를 선택하는 흐름이 다른 만성 염증질환으로도 확장되고, mfAD처럼 이름 붙이기 애매한 중간지대 질환들이 앞으로 더 많이 발굴될 것으로 전망합니다.

Allergy

Drug induced cardiotoxicity remains an important challenge in drug development because a promising compound can fail when unexpected effects on cardiac ion channels appear during later stages of development. Computational cardiac safety assessment has traditionally focused heavily on hERG, but cardiac electrophysiology is controlled by several ion channels working together. In particular, hERG, Cav1.2, and Nav1.5 regulate different phases of the cardiac action potential. This means that evaluating only one channel can provide an incomplete picture of potential cardiac risk. This was the main motivation for developing Cardiosim Tox, a computational platform designed to predict both the risk of channel blockade and the potency of that blockade, represented by pIC50, across all three channels.

Arch. Toxicol.

본 연구는 집속초음파를 이용한 뇌혈관장벽 조절, 성체 해마 신경생성, 그리고 뇌 아연 신호를 연결한 융합 연구입니다. 뇌혈관장벽(blood-brain barrier, BBB)은 혈액 속 유해물질로부터 뇌를 보호하지만, 동시에 많은 치료제가 뇌 조직으로 전달되는 것을 제한합니다. 저강도 집속초음파(focused ultrasound, FUS)를 미세기포와 함께 적용하면 특정 뇌 부위의 혈관 투과성을 일시적이고 국소적으로 조절할 수 있어, 조직을 제거하지 않고 뇌 미세환경을 정밀하게 변화시키는 기술로 주목받고 있습니다.

Theranostics

최근 난소암 치료를 위해 다양한 표적항암제가 개발되고 있지만, 임상에서 필연적으로 발생하는 약제 내성은 여전히 가장 큰 난제로 남아 있습니다. 제가 연구한 난소암은 뚜렷한 표적치료제가 없어 표준치료로는 일반적인 항암화학요법(chemotherapy)만이 사용되어 왔습니다. 그러나 암세포의 주요 DNA 복구 기전 중 하나인 상동재조합(homologous recombination) 기능에 결함을 일으키는 BRCA1/2 돌연변이를 가진 환자에서는, PARP1 억제제를 이용한 합성 치사(synthetic lethality) 전략이 환자의 예후를 효과적으로 개선해 왔습니다. 다만 안타깝게도 40~70%가량의 환자는 PARP 억제제 투여 이후 내성을 획득하게 되며, 이로 인해 치료 효과가 눈에 띄게 악화됩니다. 이에 본 연구에서는 난소암 환자에게 널리 쓰이는 PARP 억제제의 한계를 극복하기 위한 새로운 병용 치료 전략을 제시하고자 하였습니다.

Cell Death Dis.

만성 기도질환은 기도 표면의 점액과 이물질을 외부로 배출하는 점액섬모 청소 기능이 손상되면서 기관지확장증, 만성 비부비동염 및 반복적인 호흡기 감염 등이 발생하는 질환군입니다. 유전적 원인에 의해 발생하는 대표적인 만성 기도 질환으로는 낭성섬유증(cystic fibrosis, CF)과 원발성 섬모운동 이상증(primary ciliary dyskinesia, PCD)이 있습니다.

Nat. Commun.

이 논문은 "생명체는 어떻게 만들어질까?"라는 근원적인 질문에 답을 찾아가는 전통적인 발달생물학(Developmental Biology)의 또 다른 발견이라고 할 수 있습니다. 하나의 수정란은 수없이 많은 세포분열과 분화 과정을 거쳐 하나의 완전한 개체로 발달합니다. 이 과정에서는 매우 정교하고 복잡한 생물학적 프로그램이 작동하며, 어떤 유전자가 언제, 어디에서, 그리고 어느 정도로 발현될지를 결정합니다.

Sci. Adv.

This study introduces a unified and embodied connectome of an adult fruit fly’s brain and nerve cord (BANC), including approximately 160,000 neurons and over 200 million synapses. Using a new metric that estimates how strongly any neuron influences any other, we found that behavioral control is distributed across the central nervous system.

Nature

주요우울장애(Major Depressive Disorder, MDD)는 높은 유병률과 자살 위험에도 불구하고, 아직까지 명확한 생물학적 원인이 충분히 규명되지 않은 대표적인 정신질환입니다. 현재 선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI)를 비롯한 다양한 항우울제가 널리 사용되고 있으나, 전체 환자의 30% 이상은 기존 치료제에 충분한 반응을 보이지 않는 것으로 알려져 있습니다.

Mol. Psychiatr.

이번 연구에서는 위장관의 복잡한 생리적 장벽을 순차적으로 극복하기 위해 자성 마이크로로봇과 혈소판막 코팅 나노입자를 결합한 다단계 약물전달 시스템을 개발했습니다. 경구 약물은 복용이 편리하지만 위산, 소화효소, 점액층, 장운동과 유체 흐름을 통과해야 하므로 질환 조직까지 충분한 양을 전달하기 어렵습니다. 나노입자는 암세포를 선택적으로 인식할 수 있지만 원하는 위치까지 능동적으로 이동하기 어렵고, 마이크로로봇은 외부 자기장을 통해 위치를 제어할 수 있지만 세포 수준의 표적화에는 한계가 있습니다.

Sci. Adv.

Olive oil and olive leaves have been part of Mediterranean food and medicine for thousands of years. Our paper began with a simple question: if olive preparations really do have antiviral properties, which molecule is responsible, and what exactly does it do?

Phytomedicine

아토피피부염은 소아의 약 20%가 겪는 만성 염증성 피부질환이지만, 최근 수십 년간 유병률이 빠르게 증가한 양상은 유전적 소인만으로는 설명이 되지 않습니다. 이에 미세먼지 노출이 아토피피부염 발생과 관련이 있다는 역학적 보고들이 꾸준히 쌓여왔고, 동시에 미세먼지가 DNA 서열 변화 없이 DNA 메틸화와 같은 후성유전학적 변화를 유도할 수 있다는 사실도 알려지고 있는 상황입니다.

Nat. Commun.