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NIR-degradable and biocompatible hydrogels derived from hyaluronic acid and coumarin for drug delivery and bio-imaging
- Carbohydr. Polym. 2023 Mar 1;303:120457 | https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.120457
- 2023.03
- 의약학
이용안

Agency for Science Technology and Research

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 암 (cancer)을 정복하기 위한 노력은 오랫동안 계속 되었습니다. 특히 항암요법에 대한 내성을 지니면서도 높은 전이성을 지닌 세포군의 존재가 최근에 밝혀짐과 함께 종양개시세포 (tumor-initiating cells) 또는 암줄기세포 (cancer stem cells) 라는 개념이 제안되었습니다. 자연스럽게 이들을 타겟으로 한 좀더 효과적인 암 치료법 개발 역시 중요한 연구 주제가 되었습니다. 저 또한 암 치료법 개발을 최종 목적으로 이 연구를 시작 하였습니다. 그 첫 단계는 숨어있는 종양개시세포를 효과적으로 찾아내는 소분자 형광 바이오이미징 프로브 (small molecule fluorescent bioimaging probe) 개발에 있었고, 그 결과로서 TiY를 개발하여 2018년에 발표 하였습니다. 이후 계속된 연구를 통해 TiY가 바이오이미징 프로브로서의 탁월한 기능 뿐만이 아닌 종양개시세포에 대한 독성을 보인다는 것을 이해하게 되었고, TiY의 암 치료 효과 가능성을 입증하는 연구 결과를 이번 논문에서 발표하게 되었습니다. 현재는 TiY의 종양개시세포 특이적 독성에 대한 메커니즘을 이해하기 위한 연구를 진행하고 있으며, 이를 통한 종양개시세포에 대한 더 깊은 이해와 새로운 그리고 효과적인 암 치료법을 제시 할 수 있을 것이라 기대하고 있습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다. 저는 현재 Agency for Science, Technology and Research (A*STAR) 산하 연구소 중 한곳인 Genome Institute of Singapore (GIS)에서 근무중입니다. 앞서서 소개해 드린 TiY라는 바이오이미징 프로브는 이전에 근무했던 연구소인 Singapore Bio-imaging Consortium (SBIC)에서 장영태 교수님의 연구 지도 하에 개발하였습니다. 그러고 TiY의 암 치료적용 연구는 현 연구소로 이동 후 마무리 하게 되었습니다. GIS에선 다양한 질병의 치료법 개발을 목표로 유전체 분석을 토대로 한 중개연구 (translational research)를 활발히 진행 하고 있습니다. 특히 GIS가 위치한 Biopolis는 싱가폴의 Biomedical 연구 단지로서, 여러 기관들이 가까운 곳에 공존하기 때문에 GIS는 Biopolis 내에서의 공동 연구를 통해 중개연구 분야를 선도 하고 있는 곳입니다. 또한 주변에 국립대학, 국립병원 및 글로벌 제약회사연구소들이 위치해 있어 긴밀한
- Theranostics
- 2023.03.22
High-quantum yield alloy-typed core/shell CdSeZnS/ZnS quantum dots for bio-applications
- J. Nanobiotechnol. Published: 06 January 2022, 20, Article number: 22 | https://doi.org/10.1186/s12951-021-01227-2
- 2022.01
- 바이오·의료융합
이웅휘

서울대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 다양한 뇌신경질병의 연구에서 뇌신경세포의 기능 이상 문제는 세포수준에서 보았을 때 많은 부분 시냅스(신경세포가 신경신호전달을 하는 신경세포 사이의 간극)의 기능이상 메커니즘과 관련하여 연구되었습니다. 신경세포에서 시냅스의 구조는 크게 신경전달물질을 분비하는 시냅스전뉴런(presynaptic neuron)과 신경전달물질을 수용하는 시냅스후뉴런(postsynaptic neuron)으로 나누어집니다. 신경발달장애인 자폐성 발달장애(autism spectrum disorder)의 경우 시냅스 연구에서 대부분 시냅스후뉴런에 발현하는 수용체 기능이나 시냅스후뉴런 구조형성 및 변이와 같은 메커니즘이 연구되어왔고 그에따른 신경세포 기능변화에 대해 보고되었습니다. 이렇게 시냅스전뉴런보다 시냅스후뉴런이 주도적으로 연구가 되어온 이유는 기술적 제한이 큰 부분을 차지하고 있었습니다. 신경세포의 기능을 측정하는 전통적인 전기생리학 방법이나 세포 이미징 기법을 통해 시냅스후뉴런의 구조와 전기적 특성 등의 변화는 직접적으로 측정이 가능하였지만 시냅스전뉴런의 기능만 단독적으로 분리하여 연구하고 분석하는데는 상당한 기술적 한계가 있었습니다. 이번연구에서 활용된 글루타메이트(흥분성 신경세포의 신경전달물질) 형광센서 단백질인 iGluSnFR (Marvin et al., 2013. Nature Methods)은 시냅스전뉴런의 시냅스 한 부분에서, 또한 시냅스 소포 (synaptic vesicle) 한 개에서 분비되는 글루타메이트의 양을 분석할 수 있는 형광 이미징 센서 단백질로 이를 잘 활용하면 시냅스전뉴런 기능변화에 특이적으로 영향을 받는 신경세포기능의 변화를 연구할 수 있어서 최근 그 다양한 활용성이 주목받고 있습니다. 이번 연구는 iGluSnFR의 활용 및 생화학기법, 전기생리학기법, 형광이미징기법 등을 통해 자폐성 발달장애 원인 단백질로 알려진 SCAMP5와 NHE6의 직접적 상호작용으로 대뇌신경세포 시냅스전뉴런에서 신경전달물질 분비를 조절하는 기전을 밝혀낸 연구입니다. Rat의 뇌신경세포에서 두 단백질의 상호작용을 억제하였을 때, 시냅스 소포로의 글루타메이트 충전에 중요한 NHE6 단백질의 발현 위치에 이상이 생겼고, 이로 인해 시냅스전뉴런에서 분비되는 글루타메이트의 양이 현저히 감소하여 시냅스의 신경신호전달 및 생리학적 기능에 심각한 문제를
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA
- 2021.02.10
Cancer stem cell-targeted bio-imaging and chemotherapeutic perspective
- Chem. Soc. Rev. 21 November 2020, 49, 7856-7878 | https://doi.org/10.1039/D0CS00379D
- 2020.11
- 의약학
이용안

Agency for Science Technology and Research

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 그동안 많은 연구자들의 헌신적인 노력으로 항암치료기술 개발 분야에 많은 발전이 있었습니다. 그럼에도 불구하고 여전히 암의 재발 (relapse)과 전이 (metastasis)는 암 치료를 성공적으로 마친 환자에게 가장 두려운 존재일 것입니다. 암을 형성시킬 수 있는 능력 (tumor initiating ability)을 지닌 특정 세포가 항암제나 방사선 치료에 대한 내성을 통해 치료 후에도 살아남아 암 환자들에게 끈임 없는 고통을 주고 있는 것이라면, 그 특정세포들을 타겟으로 한 연구는 효과적인 암 치료법 개발을 위해 필수적일 것입니다. 실제로 많은 연구를 통해 그 특정세포들의 존재가 검증되었고, 암줄기세포 (cancer stem cell) 또는 종양개시세포 (tumor initiating cell) 등과 같이 명명 되어 효과적인 암 치료를 위한 실질적인 목표로서 연구가 이루어 지고 있습니다. 이번 연구의 목적은 유래 조직과 상관없이 종양개시세포를 신뢰성 있게 검출 할 수 있는 범용 이미징 프로브 개발에 있었습니다. 개발된 프로브를 이용하면 성공적인 치료 여부를 확인 할 수 있을 뿐만 아니라, 종양개시세포를 표적으로 한 새로운 치료법 개발로 이어질 수 있기 때문입니다. 저희 연구소에서 구축된 형광 화합물 라이브러리 스크리닝을 폐 종양개시세포 모델을 이용하여 진행 하였고, 그 결과 폐 종양개시세포에 대한 특이적 선택성을 보이는 형광 프로브를 개발할 수 있었습니다. 개발된 프로브의 계속된 연구를 통해, 다양한 조직 유래의 종양개시세포에 적용 할 수 있음을 확인하였습니다. 또한 프로브를 높은 농도로 처리 했을 때 종양근원세포에 대한 선택적 치료효를 보임으로서, 모든 종류의 암 치료에 있어서 적용할 수 있는 근본적인 치료법 개발의 가능성을 이번 연구를 통해 제시하였습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 제가 근무하고 있는 곳은 Singapore Bio-imaging Consortium (SBIC)입니다. SBIC는 Singapore의 Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)의 Biomedical Research Council 산하 연구기관 중 하나로서, Biopolis라는 지역의 Helios 건물에 위치한 연구소입니다. 이곳에서 장영태 교수님의 연구 지도를 통해 지금까지 20여종의 다양한 세포를 타겟으로 한 bioimaging probe들이 개발 되었고
- Angew. Chem.-Int. Edit.
- 2018.02.20
- 양유수(한국과학기술연구원)
- 김인산(한국과학기술연구원, 고려대학교)
Virus-Mimetic Fusogenic Exosomes for Direct Delivery of Integral Membrane Proteins to Target Cell Membranes
- Adv. Mater. Volume 29, Issue 13, April 4, 2017, 1605604 | DOI: 10.1002/adma.201605604
- 2017.02
- 바이오·의료융합
- Amit Sharma(고려대학교)
- 김종승(고려대학교)
Super-resolution fluorescent materials: an insight into design and bioimaging applications
- Chem. Soc. Rev. First published online 14 Jun 2016 | DOI: 10.1039/C5CS00875A
- 2016.06
- 김연하(한국과학기술연구원)
- 류훈(한국과학기술연구원, Boston University School of Medicine, Veteran''s Affairs Boston Healthcare System)
Uvrag targeting by Mir125a and Mir351 modulates autophagy associated with Ewsr1 deficiency
- Autophagy 06 May 2015, DOI:10.1080/15548627.2015.1035503
- 2015.05
- 의약학
- 강남영(Agency for Science, Technology and Research)
- 장영태(National University of Singapore, Agency of Science, Technology and Research)
Glucagon-Secreting Alpha Cell Selective Two-Photon Fluorescent Probe TP-α: For Live Pancreatic Islet Imaging
- J. Am. Chem. Soc. April 13, 2015 | DOI: 10.1021/ja5115776
- 2015.04
- 바이오·의료융합
- 이지원(Ehime University, Tokyo Medical and Dental University, Chubu University)
- 우제태(Chubu University)
Rosmarinic acid exerts an antiosteoporotic effect in the RANKL-induced mouse model of bone loss by promotion of osteoblastic differentiation and inhib
- Mol. Nutr. Food Res. 21 JAN 2015 | DOI: 10.1002/mnfr.201400164
- 2015.01
- 이미숙(한국기초과학지원연구원)
- 허송욱(한국기초과학지원연구원)
Temporal variability of glucocorticoid receptor activity is functionally important for the therapeutic action of fluoxetine in the hippocampus
- Mol. Psychiatr. 21 October 2014 | doi: 10.1038/mp.2014.137
- 2014.10
In vitro assay using engineered yeast vacuoles for neuronal SNARE-mediated membrane fusion
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA published ahead of print May 12, 2014, doi:10.1073/pnas.1400036111
- 2014.05
- 생명과학
오용석

Rockefeller University

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 흔히 우울증 (major depressive disorder)을 "마음의 감기"라고 불리기도 하지만, 임상적인 우울증은 심각하고도 흔한 기분 장애 (mood disorder)로 몸과 마음을 동시에 황폐화시키는 심각한 질환입니다. 우울증은 치료받지 않으면 몇달 몇년에 걸쳐 지속되어, 인간관계의 와해나 직업적인 생산성의 상실, 자살에 이를 수도 있는 정신과 질환입니다. 인종에 관계없이 전세계적으로 10%정도의 사람들이 우울증을 앓고 있으며, 전체 인구의 20%정도가 평생동안 최소 한 번 정도의 임상적 우울증을 겪는것으로 알려져 있습니다. 한국에서도 OECD국가 중 자살율1위 그리고 자살 증가률 1위라는 부끄러운 두개의 기록을 가질 만큼 한국 사회에서도 우울증과 자살 문제가 심각한 사회문제로 떠오르고 있습니다. 현재 우울증의 원인은 두뇌에서 세로토닌 (serotonin), 도파민 (dopamine), 노르에피네프린 (norepinephrine)과 같은 대뇌 신경전달물질들의 생화학적인 불균형 (monoamine imbalance)이나, 부정적인 사고방식에 따른 심리학적인 불균형 (cognitive bias)에 기인하는 것으로 생각됩니다. 흔히 생화학적인 불균형과 심리학적인 불균형이, 외부의 스트레스 요인에 의해 촉발 또는 증폭되었을때 흔히 우울증이라고하는 심리적 유병사태에 이르는 것으로 생각되고 있습니다. 현재 우울증환자에게는 세로토닌 재흡수 억제제(Selective Serotonin Reuptake Inhibitor; SSRI)라고 하는 세로토닌계 약물요법이 가장 광범위하게 처방되고 있습니다. 그러나 이러한 세로토닌계 약물이 많은 우울증환자의 치료에 큰 도움이 됨에도 불구하고, 이상적인 약물 (ideal drug)이 되기에는 몇가지 큰 한계점들을 가지고 있습니다. 첫째로, 전체 투약군중에서 절반이 약간 넘는 60%정도의 환자에서만 효과가 있을뿐 나머지 30-40%정도의 환자에서는 큰 효험을 보이지 않는다는 점입니다. 불행히도, 이러한 치료저항성 환자들을 위한 대안 치료법 (alternative therapeutics) 또한 아직 미비한 상황입니다. 둘째로는 세로토닌계 약물은 중추신경계 전체 (central nervous system)에 퍼져 있는 세로토닌계 시냅스 (serotonergic synapse)에 광범위한 영향으로 인해, 투약 환자에 따라 불필요한 부작용을 수반하는 것으로 알려져 있습니다. 세째로, 세로토닌계 약물반응 (drug response)에 있
- Cell
- 2013.03.07
High-resolution three-photon biomedical imaging using doped ZnS nanocrystals
- Nat. Mater. Published online 17 February 2013 | doi:10.1038/nmat3565
- 2013.02
- 바이오·의료융합
- 이슬기(National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering, NIH)
Multiplex Imaging of an Intracellular Proteolytic Cascade by using a Broad-Spectrum Nanoquencher
- Angew. Chem.-Int. Edit. Article first published online: 2 JAN 2012 | DOI: 10.1002/anie.201107795
- 2012.01
- 최기영(NIBIB/NIH )
- 이슬기(NIBIB/NIH )
Sticky Nanoparticles: A Platform for siRNA Delivery by a Bis(zinc(II) dipicolylamine)-Functionalized, Self-Assembled Nanoconjugate
- Angew. Chem.-Int. Edit. Article first published online: 23 NOV 2011 | DOI: 10.1002/anie.201105565
- 2011.11
- 바이오·의료융합
- 오은주(POSTECH)
- 한세광(POSTECH)
Target specific and long-acting delivery of protein, peptide, and nucleotide therapeutics using hyaluronic acid derivatives
- J. Control. Release Volume 141, Issue 1, 4 January 2010, Pages 2–12 | doi:10.1016/j.jconrel.2009.09.010
- 2010.01
- 바이오·의료융합
Cellular uptake mechanism and intracellular fate of hydrophobically modified glycol chitosan nanoparticles
- J. Control. Release Volume 135, Issue 3, 5 May 2009, Pages 259-267 | doi:10.1016/j.jconrel.2009.01.018
- 2009.05
- 의약학
이선영

Massachusetts Institute of Technology

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 간단히 설명 생명과학 분야의 연구들이 더욱 더 활발해짐에 따라서 이미징의 스케일은 점점 더 넓어지며 작아집니다. 따라서 더 좋은 이미징을 위하여 Optical microscopy, flurorescence microcopy, total internal reflection microscopy, electron microscopy 등등 많은 현미경들이 사용되어 왔습니다. 제가 이 연구를 위해서 사용한 현미경은 atomic force microscopy (AFM) 인데, 지금까지 생체물질, 금속, 고분자 등을 이미지 하기 위해서 수 많은 과학자들의 사랑을 받아온 현미경입니다. 이 현미경은 일단 살아 있는 세포에 쓸 수 있고, resolution이 좋기에 이 현미경을 이용해서 세포 표면에 분포되어 있는 receptor들을 하나 하나 볼 수 있으면 좋지 않을까 하는 생각에서 연구가 시작되었습니다. 만약 그것이 가능하다면 외부의 자극에 따라서 작은 receptor들이 어떻게 움직이는지, 분포가 어떻게 변화하는지, 또한 ligand-receptor가 어떤 친화력을 지니는지에 대해서 더 많은 정보를 얻을 수 있을거라 생각했습니다. Signal transduction이 일단 ligand-receptor의 결합으로부터 시작하므로 ligand-receptor의 결합에 대해서 연구한 이 일을 시작으로 세포가 외부로부터 신호를 어떤 식으로 받는지에 대해서 개인적으로 재미있는 연구들을 할 수 있을거라 생각합니다. 또한 앞으로는 이미징의 시대라고 할 수 있을만큼 "보는 것"이 중요하기 때문에 제가 연구하는 것 이외에도 이미징 쪽에 할 일이 많이 있습니다. - 연구과정에서 생긴 에피소드 제가 하는 연구와 비슷한 연구를 하는 그룹이 Austria에 있습니다. 누가 먼저 결과를 내냐 하는 것이 아주 중요했고요. 그 그룹은 많은 사람들이 한 프로젝트에 달려들어서 하고 있지만 저와 저희 지도교수님은 이 분야에 바로 뛰어든 신참이었습니다. 내 결과가 저 그룹에 비해서 늦게 나와 get scooped 될 수 있는 위험 속에서 연구를 진행해왔습니다. 이 논문을 저널에 보내놓은 상태에서 올해 Baltimore에서 열린 Biophysical society에 갔습니다. 거기서 경쟁그룹 교수가 제 결과와 거의 똑같은 결과를 발표하는 것을 보고 다시 한 번 황당해 하면서도, 그 사람이 아직 저널에 논문을 보내지 않았다는 사실을 알게 되어서 안도의 한숨을 쉬었고요. 저는 그곳에서 포스터 발표를 했는데, 그 경쟁그룹 교수를 포함해서 약 5명의 사
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA
- 2007.06.04

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