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학술웨비나 주사형 ‘조직 재생 전도성 하이드로젤 필러’를 이용한 즉각적인 로봇 재활 시스템 [Nature] 심각한 근육 손상 초기에 적절한 치료를 받지 못하면 만성적으로 근육이 기능적으로 결손되고, 이로 인한 장애가 유발될 수 있다. 근력 감소로 인한 환자 삶의 질 저하를 막으려면 근육의 정상적 회복을 촉진하는 동시에 움직임의 즉각적 회복을 돕는 재활 치료가 필요하다. 최근에는 손상된 신경‧근육 회복에 있어 보행 보조 로봇 등 웨어러블 장치와 체내 이식형 소자가 통합된 ‘폐회로 보행 재활 기술’이 각광받고 있다. 그럼에도 불구하고, 체외 장치와 체내 조직을 연결하기 위한 소자들의 크기가 커서 복잡하고 작은 손상된 조직 영역에 이식하기 어려웠다. 또한, 딱딱한 소자가 부드러운 조직에 지속적인 마찰을 일으켜 염증이 유발된다는 것도 문제 중 하나이다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 본 연구에서는 생체조직처럼 부드러우면서도 조직에 잘 접착되고, 전기 저항이 작아 근육과 신경의 전기 신호를 잘 전달할 수 있는 새로운 전도성 히알루론산 하이드로젤 주사제를 개발했다. 페닐보론산 작용기 기반의 다중 가교결합을 기반으로 젤화시 금 나노 입자를 자체적으로 형성시킬 수 있음을 확인하였으며, 이러한 전도성 하이드로젤을 근육조직과 신경조직의 손상된 부위를 채웠을 때 전기생리학적 신호들을 전달할 수 있음을 확인하였다. 나아가 동물실험을 통해 빠른 근육 재생 및 재활 효과도 확인했다. 경골전방근육이 심하게 손상된 설치류 모델의 조직 손상 부위에 제작한 보형물을 주사하고, 말초신경에 전기 자극을 가할 수 있도록 인터페이싱 소자를 이식했다. 신경 전기 자극을 주었을 때 발생하는 근전도 신호를 계측하여 보행 보조 로봇을 작동, 소동물의 보행을 성공적으로 보조할 수 있음을 검증하였다. 해당 연구는 연성 생체소재와 로봇보조재활 시스템을 연결하는 새로운 개념을 제안하며, 근육 및 말초신경 뿐만 아니라 뇌, 심장 등 다양한 장기에 적용할 수 있는 시스템이 될 것으로 기대하고 있다.
  • 2023년 12월 14일 (목) 오후 02시
  • 발표 40분 / 토론, 질의응답 5분
  • 신미경 (성균관대학교)
  • PDF (177 KB)
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학술웨비나 알츠하이머병에 대한 GV1001의 치료효과 및 작용기전 - 항염증효과 중심으로 [Brain Behav. Immun.] 최근 알츠하이머병에 대한 새로운 치료제들이 성공함으로써 그 어느때보다 알츠하이머병 치료법에 대한 관심이 증가하고 있다. 아밀로이드 베타를 타겟으로하는 항체 치료제들이 3상 임상시험에서 치료효과를 입증함으로써 곧 진료현장에서 사용될 것이 확실해 보인다. 그런데, 고가임을 고려할 때 새로 치료법들의 치료적 유효성에 대한 이견은 여전히 존재하는 것이 사실이다. 알츠하이머병 환자들의 뇌 안에서 아밀로이드 베타의 축적을 매우 효과적으로 제거하였음에도, 증상 개선 효과는 기대에 미치지 못한다. 이는 알츠하이머병의 진행에 있어서 아밀로이드 베타가 초기에는 매우 중요한 역할을 하지만 이후 신경염증이 생기고 타우병변이 진행되면 아밀로이드 베타의 제거만으로는 완벽한 치료효과를 기대하기에는 어렵다는 사실을 반증한다고 할 수 있다. 따라서, 신경염증 및 타우병변의 제거을 위한 새로운 치료법 개발이 반드시 필요하고 향후에는 이런 약제들의 복합 처방이 환자들에게 도움이 될 것이라는 생각에는 모두 동의하는 상황이다. 본 연구에서는 hTERT의 active catalytic site 중 16개 아미노산을 모체로 합성한 GV1001이 알츠하이머병 동물모델에서 치료효과가 띄어나고 이런 효과는 GV1001이 나타내는 항염증효과에 의한 것이라는 사실을 규명하였다. 특히, GV1001이 GnRHR 를 활성화시켜 astrocytes와 microglia의 항염증효과를 개선하고 이런 변화가 알츠하이머병 병리의 전반에 영향을 미쳐 치료효과를 보인다는 사실을 입증한 것이다. 이는 기존에 진행되었던 중증도 및 중증 알츠하이머병 환자 대상 2상 임상시험에 확인된 GV1001의 치료적 유용성을 설명할 수 있는 기전을 제시했다는데 큰 의미가 있다.
  • 2023년 12월 18일 (월) 오후 03시
  • 발표 30분 / 토론, 질의응답 20분
  • 고성호 (한양대학교 의과대학)
  • PDF (268 KB)
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학술웨비나 CellNeighborEX: 공간 전사체 데이터를 기반으로 세포 이웃에 따른 유전자 발현 차이 분석하기[Mol. Syst. Biol.] 세포들은 다양한 방식으로 주변 미세환경을 감지하고 생물학적 신호를 전달합니다. 리간드와 수용체를 활용하는 방법 이외에도, 세포들은 간극 결합을 비롯한 다양한 채널을 통해 주변 세포들과 소통합니다. 그러나 현재까지 제시된 방법들은 이웃하는 세포들 간 상호작용과 그 영향을 탐구하는 데 제한이 있습니다. 이에 저희는 공간 전사체 데이터를 이용하여 세포 이웃에 따른 유전자 발현 차이를 효과적으로 살펴볼 수 있는 CellNeighborEX를 개발하였습니다. CellNeighborEX를 통해 쥐의 배아, 뇌, 간암을 비롯한 다양한 조직에서 세포가 이웃하는 세포 유형에 따라 다른 유전자들을 발현시키는 현상을 관찰하였습니다. 그리고 이러한 유전자들은 발생 또는 전이와 같은 중요한 생물학적 과정과 관련이 있다는 것을 발견하였습니다. 뿐만 아니라, 이웃하는 세포 유형에 따라 달라지는 유전자 발현 현상을 공간적 시각화를 통해서도 확인하였습니다. 세포 이웃에 따라 다르게 발현되는 유전자 집합은 리간드-수용체 발현으로는 발견하기 어려운 새로운 유전자, 즉 세포 간 상호작용에 기여하는 잠재적 유전자일 수 있다는 점에서 그 중요성을 찾을 수 있습니다.
  • 2024년 01월 03일 (수) 오전 11시
  • 발표 40분 / 토론, 질의응답 20분
  • 김효빈 (Cedars-Sinai Medical Center)
  • PDF (249 KB)
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