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김원주
김원주(Won-Ju Kim) 저자 이메일 보기
한양대학교
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Protein Tyrosine Phosphatase Conjugated with a Novel Transdermal Delivery Peptide, AP-rPTP Alleviates both Atopic Dermatitis-like and Psoriasis-like Dermatitis
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

피부는 우리 몸에서 가장 큰 기관이며 가장 바깥쪽에서 우리 몸을 보호하고 있는 아주 중요한 장기입니다. 외부 환경에 의해서 혹은 유전적으로 피부장벽이나 면역체계에 문제가 생겨 피부조직에 염증이 생기는 질환을 염증성 피부질환이라고 하며, 대표적인 예로 아토피, 건선 등이 있습니다. 특히 아토피 피부염은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 피부질환이지만, 아직까지 보습제, 국소면역억제제 (스테로이드, 프로토픽)외에 제대로 된 치료제가 없는 상황입니다. 그러나 국소면역억제제와 같은 화합물 신약은 효율성이 떨어지고 다수의 부작용이 보고되고 있어 최근 단일클론항체와 같은 단백질 신약이 활발히 개발되고 있습니다. 일부 단일클론항체는 임상시험에서 뛰어난 효율 및 안전성을 보여주고 있지만 고분자물질의 특성상 병변 부위에 국소도포가 불가능하여 경구투여 혹은 정맥주사를 통해 전달할 수 밖에 없는 한계를 지니고 있습니다.

저희 연구실에서는 효율 및 안전성이 높은 단백질 신약을 병변부위에 국소전달하기 위하여 새로운 펩타이드 기반 경피전달시스템 (AP 펩타이드)을 개발하고, 여기에 다수의 염증성 싸이토카인 신호전달을 억제할 수 있는 탈인산화효소인 TC-PTP의 촉매 도메인 (catalytic domain)을 연결한 새로운 단백질 후보신약 (AP-rPTP; Astrotactin-1 derived peptide conjugated recombinant protein tyrosine phosphatase)을 개발하였습니다. 이 단백질은 아토피 및 건선 동물모델을 효과적으로 치료하는 결과를 나타내었습니다. 따라서 피부 국소전달이 가능한 단백질 치료제의 가능성을 제시하였고, 다양한 피부질환에 응용 가능할 것으로 기대하고 있습니다.

이처럼 피부로 약물을 전달하려는 시도는 1900년대 초반부터 이어져왔으며, 초기 패치 형태로부터 최근 마이크로니들과 같은 기술의 개발로 단백질과 같은 고분자 물질을 피부로 전달하는 것이 가능해졌습니다. 이러한 기술은 약물 전달 뿐만 아니라 암 혹은 바이러스 백신 전달, 당뇨병 환자를 위한 인슐린 전달에 응용이 가능하며 더 나아가 이미용 분야에 접목 가능하여 탈모, 화장품에도 널리 적용이 가능한 전망있는 분야라고 생각합니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

제가 소속되어있는 한양대학교 자연과학대학 생명과학과는 1972년 생물학과로 출발하여 현재 현재 16명 (외국인 교수 1명)의 교수님과 강의전담 교수 2명, 연구교수 7명이 100여명의 대학원생들과 함께 활발한 연구를 진행하고 있습니다. 한양대학교 생명과학과는 2013년 2개의 BK21 Plus 사업팀 (생체방어연구 사업팀 / 에코바이오 융합연구 사업팀)이 선정되어 현재까지 지원받고 있습니다.

세포면역학 연구실은 최제민교수님의 지도하에 대학원생 10명, 인턴 1명, 학부생 3명으로 구성되어 있습니다. 올 해 8년차로 접어드는 저희 연구실의 연구분야는 크게 기초면역학 (T 세포에서 Chitinase의 역할 연구, bystander T 세포 연구, 성별에 따른 면역반응 차이) 과 응용면역학 (신규 세포투과펩타이드 개발 및 이를 이용한 아토피, 건선, 천식, 다발성 경화증, 염증성 장 질환 등의 면역질환 치료 신약개발) 연구로 나뉘며, 이 두 파트가 서로 시너지 효과를 나타내어 활발한 연구를 수행하고 있습니다. 저희 연구실에서는 대표적으로 2017년 JACI, 2015년 NCOMM 논문이 게재되었으며 그 외에도 다수의 논문이 SCI 저널에 게재되었습니다. 또한 논문 외에 다수의 특허 (국내/국제)를 등록 및 출원하였습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

작은 우주에 비유되기도 하는 우리 몸에 대해 공부를 하다보면 항상 놀라움의 연속인 것 같습니다. 성경에 보면 태초에 하나님께서 인간을 창조하실 때 흙으로 지으시고 생기를 불어 넣었다고 언급되어있는데, 그래서인지 끝없이 새로운 것 같습니다. 한 사람의 크리스천으로서 그분의 작품에 대해 공부하는 것에 대해 큰 자부심을 가지고 있습니다.

과학자들이 가장 보람을 느낄 때는 바로 본인이 하고 있는 연구가 누군가에게 인정받았을 때가 아닐까 싶습니다. 저도 지금처럼 좋은 논문으로 나왔을 때, 이 주제로 연구 과제를 땄을 때, 학회에서 누군가가 관심있게 들어주고 질문할 때 가장 보람을 느낍니다.

하지만 이러한 보람을 느끼기까지 수많은 실패와 좌절이 있었습니다. 솔직히 말씀드리면 전체 연구 생활에서 대부분을 차지할지도 모릅니다. 그러나 결실을 맺었을 때의 보람이 그 모든 힘들었던 시간을 보상해주는 것 같습니다. 특히 PubMed에 자신의 이름으로 검색했을 때 내 이름이 가장 앞에 있는 것, 그리고 나의 논문이 앞으로 영원히 기록되어 검색되고 더 나아가 누군가에게 기억될 수도 있다는 것은 정말 가슴 설레는 일인 것 같습니다.

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

저도 아직 박사과정이고 앞으로 더 많이 배워야 할 학생이기에 도움이 되는 말 보다는 제 경험을 나누고자 합니다.

학부생 때부터 연구실 인턴을 하며 연구실 생활을 미리 겪어보았지만, 그때까지만 해도 큰 꿈과 환상을 가지고 있었던 것 같습니다. 학부 때 어느정도 실험 테크닉을 익혀두었기 때문에 실험하면 바로바로 결과가 나올 것 만 같았습니다. 하지만 계속되는 실패와 보이지 않는 미래에 자신감이 떨어져갔습니다. 돌이켜보면 연구한다는 것은 어떻게 보면 그 결과가 크던 작던 새로운 길을 개척하는 것이기에 힘든 것이 당연한 것 같습니다. 교수님께서 항상 문제가 닥쳤을 때 그 허들을 어떻게 넘는지가 중요하며, 그 허들을 넘었을 때 데이터가 쏟아져 나온다고 독려해주셨습니다. 그 당시엔 앞에 놓인 허들이 너무 많아 그 뜻을 이해하지 못했지만 이제는 이해할 수 있을 것 같습니다.

이 분야로 진학하려는 분들께 힘들 때 조금만 더 인내하라고 말씀드리고 싶습니다. 거의 다 왔을지도 모릅니다. 그리고 최대한 많은 상상의 나래를 펼치기를 바랍니다. 테크닉보다 얼마나 새로운 아이디어로 이야기를 풀어나가는지가 훨씬 중요하다고 생각합니다. 다양한 사람들과 많이 질문하고 discussion하는 것도 큰 도움이 될 것입니다.

제가 유학을 준비하지 않았지만, 지도교수님 덕분에 6개월 동안 Yale 대학에 있으면서 많은 것을 경험할 수 있었습니다. 유학을 가는 것 정말 좋은 것 같습니다. 좋은 학교, 시설, 교육환경, 토론문화 등. 그러나 최근 유명 대학에서 Post.Doc을 하신 교수님들께서 한국에 오셔서 좋은 실적을 내고 계시기에 해외 좋은 대학에 입학하는 것이 아니라면 국내 박사가 좋은점이 더 많다고 말씀드리고 싶습니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

남은 박사과정 기간 동안에는 보다 깊은 메커니즘 연구를 우선적으로 진행하고, 마이크로니들과 같은 최신 기술에 접목하여 신약개발에 한걸음 더 나아가고자 합니다. 또한 이 펩타이드 서열을 이용해 다양한 물질을 연결하여 전달하는 연구와, TC-PTP 단백질을 이용해 다양한 질환 모델에 적용해보는 연구를 수행할 계획입니다.
박사학위 취득 이후에는 Post.Doc 과정으로 미국에서 더 큰 세계를 바라보며 연구를 수행할 계획입니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

우선 지도교수님이신 최제민 교수님께 감사의 말씀을 드리고 싶습니다. 시간이 오래 걸리더라도 제 힘으로 이겨낼 수 있도록 열정적으로 지도를 해주셨기 때문에 많이 성장할 수 있었습니다. 무엇보다 6개월 동안 면역학 분야에서 세계적인 학교인 Yale 대학에서 실험하며 경험을 쌓을 수 있는 기회를 주신 것에 대해 다시 한 번 감사드립니다. 그리고 공동 1저자로서 제가 미국에 있는 동안 많이 도와준 후배 자현이, 그리고 모든 랩 식구들의 도움이 있었기에 좋은 결실을 맺을 수 있었습니다.
힘들 때마다 언제나 제게 힘이 되주었던 제가 가장 사랑하는 우리 가족에게도 감사의 말을 전하고 싶습니다. 마지막으로 이 모든 과정을 인도하신 하나님께 감사드립니다.
 등록일 2017-05-10
Category: Immunology
  댓글 2
회원작성글 치킨  (2017-05-11 07:23)
앞으로 더 승승장구 하시길!
회원작성글 음치킨  (2019-03-06 01:51)
멋지십니다, 승승장구 하시이길!
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