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임수빈
임수빈(Su Bin Lim) 저자 이메일 보기
National University of Singapore
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Addressing cellular heterogeneity in tumor and circulation for refined prognostication

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

이번 연구는 2017년 한빛사에 소개되었던 제논문(Nat. Commun., 2017)의 후속 연구로 진행되었습니다. 지난 논문에서는 빅데이터를 접목시켜 항암치료법에 효과적인 초기환자군(early-stage)을 선발하는 유전적 바이오마커가 tumor tissue의 extracellular matrix-related (이하 matrisome) 였다는 내용을 발표하였습니다. 하지만 진정한 정밀의료의 실현을 위해서는 이런 침습적 조직 검사(tumor biopsy)가 아닌 액체 생체검사(liquid biopsy)가 개발되어야합니다. 이를 위해, 암환자 사망의 90% 이상의 원인인 전이의 과정에서 가장 중요한 순환 종양 세포 Circulating tumor cells (이하 CTCs)를 이용하여, 조직에서 찾은 바이오마커를 single-cell level 에서 적용시켜보았습니다. 

이번 연구에서는 microfluidic chip 을 통해 잡은 폐암환자의 CTCs 에서
1) 조직에서 보였던 matrisome expression 의 heterogeneity 가 reflect 되며, 
2) 특정 matrisome 유전자들이 전이상태에따라 발현량이 다르다는 점을 발견하였고,  3) 발견된 새로운 바이오마커를 조직에 적용하여 예전보다 정확하게 재발을 예측할수있는 모델을 구축하였습니다.

이로인해 전이의 원인이 되는 CTCs 들이, tissue내에서 benign 이 아닌 aggressive 한 세포들의 특징을 가지고 떨어져나와 혈액속을 순환한다는 점과, 전이 과정에서의 여러 step들에 (e.g., tumor invasion, during circulation) 반복적으로 발현이 많이 되는 유전자들의 중요성을 증명하였습니다.

처음 연구에서 생성된 암 & 정상 조직 유전자 발현량 빅데이터(Sci. Data., 2018)를 비롯하여 PNAS 에서 생성된 single-CTC 데이터는 현재 바이오마커 발굴과 응용 연구를 위해 오픈 소스로 공유되있고 (Figshare., 2019), 머신러닝 기반인 CIBERSORT 를 생성된 빅데이터에 응용하여 찾은 promising 한 면역체크포인트억제제 (immune checkpoint inhibitor) 가 논문(NPJ Precis. Oncol., 2019)을 통해 발표되었습니다.

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

4년간의 PhD 연구를 진행하였던 Prof. Chwee Teck Lim 랩은 NUS (싱가포르 국립대) Institute for Health Innovation & Technology (iHealthTech)와 Department of Biomedical Engineering, Mechanobiology Institute (MBI) 소속입니다. 지도 교수님께서 Director로 계신 NUS iHealthTech는 생명공학, 의학, 컴퓨팅, 전기전자공학, 기계공학 등 다양한 부서에 속해있는 17명의 교수님들이 모여 중개연구를 위한 기술들을 개발하는 연구활동에 매진하고 있습니다.

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3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

랩에서 발견되고 개발된 연구들이 실질적으로 환자들에게 적용될수있는 사례들을 직/간접적으로 경험하면서 단순 논문 게재가 목적이였던 저를 돌아보며 현재 사회에서의 중개연구의 필요성을 몸소 느끼게 되었습니다. 특히 교수님의 Start-up 중 하나인 Biolidics Limited 의 기술 개발부터 최근 FDA listing 까지의 성과들을 가까이 지켜보면서 실질적으로 환자들에게 적용될수있는 Platform 개발의 중요성을 일깨우게 되었습니다. 과학자로서의 사명감과 책임감을 가지고 앞으로의 연구가 인류의 복지 향상에 이바지할수있는 연구가 되었으면 하는 바람입니다. 

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

연구자의 길은 참 쉽지 않으면서도, 계속 도전해보고싶은 길인것 같습니다. 연구자로써 지금 하는 연구의 결과물들이 바로 병원에 적용되어 환자분들께 직접적인 영향을 보기까지는 (운이 좋다면) 아주 긴 시간이 걸리겠지만, 가설을 세우고, 실험을 하며 새로운 결과들이 창출되는 과정에서 오는 보람은 이루 말할수 없이 큰 것 같습니다. 완벽하다고 생각했던 실험의 결과들이 전혀 설명이 되지않거나, 몇년간의 노력으로 완성한 논문의 리젝 (rejection) 같은 빈번한 실패의 경험들이, 작은 진전들의 기쁨을 배로 만드는 것 같습니다. 하나의 결과에 일희일비하지않고 스스로 동기부여하는 자세로 연구에 임했을때 궁극적으로 혁신적인 성과가 나온다고 생각합니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

고등과정 부터 시작한 10년간의 싱가포르 유학생활을 마무리하고, 미국에서의 포닥과정을 준비중에 있습니다. 감사하게도 브릭을 통해 Johns Hopkins Medicine 의 Institute for Cell Engineering (ICE) 디렉터로 계신 Dr. Ted Dawson, Dr. Valina Dawson, 그리고 강성웅 교수님과의 연이 닿아, 박사과정동안 적용한 빅데이터 분석기법과 single-cell approaches 를 활용하여 퇴행성 뇌질환을 연구하고자 합니다. 현재는 한국에 돌아와, 다음달에 예정된 oral defense를 준비하면서, 리뷰 논문들 마무리 중에있습니다. 

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

저에게 과학자의 길을 알려주신 지도교수님께 감사드립니다. 학부과정부터 진심어린 충고와 조언을 해주시며 저의 8년 NUS 학업생활에 큰 힘이 되어주신 김상호 교수님 감사드립니다. 박사과정동안 수많은 디스커션과 미팅을 통하여 저의 임상적 견해를 넓혀주시고 clinical samples 을 제공해주신 국립암센터 Dr. Darren Wan-Teck Lim 교수님 감사드립니다. 처음 박사과정 시작부터 지금까지 제가 연구의 길을 잘 걸을수있게 이끌어주신 Dr. Swee Jin Tan 박사님 감사드립니다. 학부생인 저에게 처음 연구의 재미를 알려주시고 늘 격려해주시는 Dr. Haoyong Yu 교수님 감사드립니다. 청심국제고등학교 재학시절부터 연이 닿아 지금까지 저에게 조언과 도움을 주신 서울대 이정우 교수님 감사드립니다. 뜬금없이 부탁드렸는데도 친절하게 도움을 주시고 이번 PNAS 의 핵심 결과의 데이터를 제공해주신 MD Anderson Cancer Center 의 이원철 선생님 감사드립니다.   

박사과정동안 장학금 지원을 받았던 NUS Graduate School for Integrative Sciences and Engineering (싱가폴 국립대 융합과학기술대학원), 목암과학장학재단, 그리고 대웅재단 관계자 여러분께 진심으로 감사드립니다. 

마지막으로 한국에 와서도 매일 논문쓰고 일하는 바쁜 딸 묵묵히 응원해주시는 부모님, 감사하고 사랑합니다.

 등록일 2019-09-02
Category: Medicine
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