본 연구는 KAIST 의과학대학원 신의철 교수님 연구실에서 진행되었습니다. 저희 연구실은 주로 T세포 연구, 특히 바이러스 면역과 IL-15에 의한 bystander activation을 주제로 연구하고 있습니다. 또한 간이식 과정에서 얻는 간 조직관류액을 이용해 간 면역세포에 대한 연구도 폭넓게 진행하고 있습니다.

Nat. Commun.

인체에는 다양한 미생물이 서식하며, 이들은 숙주의 대사와 면역 조절, 병원체 방어 등 여러 생리 기능과 밀접하게 관련되어 있습니다. 특히 구강과 장은 인체의 대표적인 미생물 생태계로, 구강 미생물은 구강 건강뿐 아니라 전신 건강과 관련되어 있고, 장내 미생물 역시 영양소 대사와 면역 항상성 유지, 다양한 대사·염증성 질환에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다.

Cell Host Microbe

식물은 자유롭게 이동할 수 없는 고착생물로서 외부 환경의 변화를 정밀하게 감지하고 반응하는 체계적인 면역 시스템을 갖추고 있습니다. 동물과 같은 전문화된 면역세포가 없는 대신, 각각의 세포가 면역 기능을 수행하며 세포막 수용체를 통해 외부 유래 인자와 식물 자체에서 유래하는 신호 인자들을 인지합니다. 이러한 내인성 신호 인자에는 식물의 면역과 스트레스 반응 등을 조절하는 펩타이드인 파이토사이토카인(phytocytokine)이 포함됩니다.

Plant Commun.

건선은 유럽 인구의 약 2%에 영향을 미치는 만성적인 자가면역 질환 중 하나입니다. 건선 환자는 건선 관절염뿐만 아니라 심혈관 질환, 비만, 당뇨 등 다양한 동반 질환과 연관성이 있는 것으로 알려져 있어, 기존에도 많은 연구팀에서 전장유전체 연관 연구(GWAS)를 수행해 왔습니다. 또한 최근에는 단일세포 연구로 확장되면서 피부 조직의 각질세포, 섬유아세포를 비롯한 여러 면역세포가 건선 조직에서 보이는 특성들이 연구되어 왔습니다.

Nat. Commun.

아밀로이드는 단백질이 뭉쳐 형성되는 구조로, 알츠하이머병과 파킨슨병 등 여러 퇴행성 질환과 관련되어 있습니다. 최근에는 긴 섬유 형태의 아밀로이드보다, 형성 과정에서 나타나는 작은 단백질 덩어리인 올리고머(oligomer)가 세포에 더 큰 영향을 줄 수 있어 주목받고 있습니다. 하지만 올리고머는 불안정해 쉽게 섬유 구조로 변하기 때문에 선택적으로 만들기 어렵습니다.

Small

2003년 인간게놈프로젝트의 완성이 발표된 이후, 인간 유전체 정보를 기반으로 질병의 원인이 되는 유전자를 규명하고 이를 직접 교정하는 유전자 치료 연구가 활발히 진행되었습니다. 특히 CRISPR-Cas 시스템은 RNA를 이용해 단백질을 원하는 유전체 위치로 유도할 수 있어 유전체 편집뿐만 아니라 유전자 발현 조절, 염기교정 및 후성유전체 조절 등 다양한 기술로 확장되고 있습니다.

Nucleic Acids Res.

바이러스는 유전체 변이율이 높아, 바이러스 단백질을 직접 겨냥하는 항바이러스제(direct-acting antiviral)는 내성이 빠르게 생기는 근본적 한계가 있습니다. 이를 우회하는 전략이 숙주지향치료(Host-Directed Therapy, HDT)로, 여러 바이러스가 공통으로 이용하는 '숙주 단백질'을 표적으로 삼아 내성 장벽을 높이고 광범위(pan-viral) 효과를 목표로 합니다.

J. Cheminformatics

과당, 특히 고과당 시럽(high-fructose corn syrup)의 과도한 섭취는 비만과 당뇨병의 위험을 높이는 것으로 잘 알려져 있습니다. 섭취된 과당은 주로 소장과 간에서 분해됩니다. 기존 연구에서는 소장이 과당을 먼저 처리해 간으로 유입되는 과당의 양을 줄여 주므로 보호적인 역할을 한다고 보았습니다. 따라서 소장의 과당 대사를 억제하면 오히려 대사질환이 악화될 것이라는 예상이 자연스러웠습니다.

Sci. Adv.

전립선암 환자에서 전립선적출술 후 약 30%가 10년 이내 생화학적 재발을 경험하며, 이 경우 구제 방사선치료는 완치를 기대할 수 있는 중요한 치료 방법입니다. 최근 방사선치료의 분야에서는 치료 기간을 단축하고 환자의 편의성과 의료 효율성을 높일 수 있는 저분할 치료가 주목받고 있습니다. 전립선적출술 없이 시행하는 근치적 목적의 방사선치료에서는 저분할 치료가 보편적으로 시행되고 있는 반면, 수술 후 재발 환자를 대상으로 한 구제 치료 분야에서는 그 근거가 아직 충분하지 않아 이에 대한 임상 연구가 필요했습니다.

J. Clin. Oncol.

줄기세포 (Stem cell)는 다양한 세포로 분화하는 분화능 (Differentiation)과 스스로 복제하는 자가재생능(Self-renewal)을 가진 미분화 세포입니다. 그중 배아줄기세포 (Embryonic stem cells, ESCs)는 높은 만능성 (pluripotency)을 가지고 있어 다양한 세포로 분화할 수 있지만, 윤리적 문제와 면역 거부, 종양형성(teratoma formation) 등의 한계가 있습니다. 따라서 줄기세포의 만능성과 분화 능력을 정밀하게 조절할 수 있는 분자적·후성유전학적 기전을 이해하는 것이 중요합니다.

Exp. Mol. Med.

습성 연령관련황반변성(neovascular age-related macular degeneration, nAMD)은 노인에서 비가역적 시력 저하를 일으키는 대표적인 망막질환입니다. 항-VEGF 치료의 도입으로 비정상적인 혈관신생을 효과적으로 억제할 수 있게 되었지만, 일부 환자에서는 장기적으로 망막하 섬유화(subretinal fibrosis)가 발생하며 현재 이를 직접적으로 예방하거나 되돌릴 수 있는 치료법은 제한적입니다. 최근 nAMD 연구는 단순히 혈관신생을 억제하는 것을 넘어, 만성 염증, 면역세포의 상태 변화, 세포외기질(extracellular matrix, ECM) 재형성, 상처 회복 실패, 섬유화, 그리고 이 과정에서 발생하는 광수용체 손상을 함께 이해하려는 방향으로 확장되고 있습니다.

J. Neuroinflamm.

일부 세균은 불리한 환경에서 증식과 대사활동을 낮춰 항생제 치료 중에도 생존할 수 있습니다. 많은 항생제는 세포벽이나 단백질 합성처럼 세균이 활발하게 증식하고 대사하는 과정에서 효과적으로 작용하기 때문에, 이러한 활동이 감소한 세균에서는 항생제의 효과가 제한될 수 있습니다. 이처럼 유전적 변이 없이 일시적인 생리 상태의 변화만으로 항생제 치료에서 살아남는 세균을 휴면세균(Persister cells)이라고 합니다. 이들은 약물 치료가 끝난 후 다시 깨어나 증식하며 만성 및 재발성 감염을 일으키는 원인이 됩니다.

Drug Resist. Update