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이상준
이상준(SangJoon Lee) 저자 이메일 보기
University of Tsukuba
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Influenza restriction factor MxA functions as inflammasome sensor in the respiratory epithelium

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

인플루엔자 바이러스는 전세계 수백만 명을 감염시키는 호흡기 병원균으로서 호흡기 상피세포에 최초 감염되어 염증을 일으킵니다. 호흡기 상피세포는 물리적 장벽으로서 기능 뿐만 아니라 염증성 사이토카인 (Pro-inflammatory cytokines)을 생산하여 마크로파지나 호중구 등 면역세포의 이동을 촉진시켜 감염 물질을 제거합니다. 인플루엔자 바이러스 감염에 응답하는 염증성 사이토카인으로는 IL-1beta 가 중요하며 IL-1beta 의 생산은 인플라마솜 (Inflammasome)의 활성화가 필수 입니다. 지금까지 면역세포에서는 인플라마솜의 활성화에 관여하는 병원체 센서 분자가 동정 되어 왔지만 이것들은 호흡기 상피세포에서는 모두 발현되지 않았으며, 호흡기 생피세포에서의 병원체 센서는 밝혀지지 않았습니다.

본 연구에서는 high-content human genome-wide shRNA library screening을 이용하여 독감 바이러스 감염에 대한 인플라마솜 복합체의 활성화에 관여하는 병원체 센서를 동정하는데 포커스를 가졌고, 그 결과 MxA를 동정하였습니다. MxA는 바이러스 뉴클레오 단백질 (NP)를 인식하여 임플라마솜을 활성화하고, 이에 반응하여 IL-1beta 가 호흡기 상피세포에서 분비되는 것을 확인하였습니다.

일반적으로 이용되는 실험용 쥐에서는  Mx 유전자의 exon이 결실되어 Mx는 발현되지 않습니다. 그래서 Mx 유전자를 도입한 트랜스제닉 마우스 (MxA 마우스)를 인플루엔자 바이러스에 감염시켜 응답을 해석했는데, 일반 마우스 (WT)와 비교해서 MxA 마우스에서는 감염 조기 염증 응답이 유도된다는 것이 밝혀졌습니다.또한 WT 마우스에서는 치사에 이르는 바이러스 양을 MxA 마우스에 감염시켜도 MxA 마우스는 감염에 대한 저항성을 가졌는데 저희는 이 저항성이 인플라마솜 활성에 의해 이루어진다는 것을 확인하였습니다. 

MxA는 인플루엔자 바이러스 이외의 병원체에도 센서로서 기능을 한다라는 것이 밝혀져 있습니다. 앞으로의 연구에 의해 MxA가 다양한 병원체를 인식할 수 있는 메커니즘으로 밝혀질 것으로 기대됩니다. 또한 인플루엔자 바이러스 감염에서는 염증 응답이 과도하게 유도됨으로써 기관지염이나 폐렴, 및 발열과 같은 전신성 증상으로 연결됩니다. 연쇄적인 염증 반응의 매체가 되는 호흡기 상피세포에서의 염증 반응의 메커니즘을 이해하는 것은 바이러스 감염에 의한 병리 현상을 규명하는데 중요한 요소이며 이 부분이 앞으로도 더욱 발전되길 기대합니다.

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

저희 연구실은 일본 츠쿠바 대학교 의과대학에 소속되어 있는 감염생물학 연구실 (Infection Biology) 입니다. 츠쿠바 대학교는 노벨 과학상을 3명 배출한 명문 대학이며, 츠쿠바 도시는 일본에서 과학 도시로 지정되어 있으며 츠쿠바 대학교를 중심으로 세계적으로 저명한 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)과 RIKEN 등과 같은 연구소들이 츠쿠바 도시에 위치해 있습니다.

저희 연구실은 Kyosuke Nagata 교수님 (현 츠쿠바대학교 총장)이 이끄는 연구실로서 바이러스학, 면역학, 분자 구조 생물학, 및 종양학 등을 다루고 있습니다. 특별히 저희 연구실에서는 인플루엔자 바이러스를 오랫동안 연구해왔고, 인플루엔자 바이러스의 병리 면역학적 분석, 바이러스의 signal transduction, 및 life cycle 등을 연구하고 있습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

특별히 석사, 박사과정 학생의 연구는 반드시 지도 교수님과의 꾸준한 디스커션이 중요하다고 생각합니다. 교수님과의 대화 없는 실험은 적이 누구인지도 모르고 총 들고 싸우러 가는 군인과 같다라고 생각합니다. 저는 매일 매일 교수님과 대화하고, 소통하며, 연구 방향을 재확인하며 앞으로 나갔습니다. 그리하였을 때 불필요한 실험을 줄일 수 있었으며 꼭 필요한 실험에 시간을 더 투자할 수 있었습니다.

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

일본에는 두 종류의 문부성 장학금 제도가 있습니다. 하나는 대사관 전형 문부성 장학금인데 1년에 뽑는 인원이 굉장히 제한적이어서 합격할 확률이 낮습니다. 하지만 대학교 추천형 문부성 장학금 제도가 있는데 이것은 일본 주요 대학교들이 문부성 장학생을 뽑을 수 있는 인원을 보유하고 있고, 한 대학마다 10명 정도의 문부성 장학생을 뽑고 있습니다. 모든 프로그램은 영어로 진행되는데 대학교 추천형 문부성 장학금 제도를 아는 후배님들이 많이 없는 것 같습니다. 혜택은 석사 & 박사과정 학비 면제, 왕복 비행기, 월 150,000엔 (1,500,000원)을 장학금으로 받습니다. 저와 저의 아내는 모두 두번째 전형으로 지원하여 박사과정동안 모든 장학 혜택을 받으며 연구에만 집중할 수 있었던 것 같습니다. 혹시 츠쿠바 대학교에 대한 정보를 더 받아 보고 싶으신 후배님들이 계시면 제 메일로 연락 주세요. 상세히 알려드리도록 하겠습니다. 

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

저는 바이러스 자체보다는 호스트에 좀 더 중점을 두고 연구를 하고 싶다는 생각이 들어서 미국으로 가고자 준비하고 있습니다. 특별히 저는 최근 Neuro-Immunology에 관심이 많아서 이쪽으로 연구를 하고자 합니다. 미국으로 가서도 좋은 논문으로 한빛사에 소개될 수 있길 기원합니다. 

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

먼저는 저를 지켜주시고, 제가 포기 치 않고 논문을 끝까지 쓸 수 있는 지혜와 건강을 주신 주님께 이 모든 영광을 돌립니다.

박사과정 학생으로 저를 받아주신 Nagata 교수님께 감사하며, 저의 모든 박사과정 연구를 지도해주신 Kawaguchi 교수님께 감사의 마음을 전합니다. 또한 때마다 좋은 조언을 해주시는 인제대학교 박화진 교수님, 서울대학교 김성진 교수님, 요코하마 시립 대학교 박삼용 교수님께 감사의 마음을 전합니다.

또한 저를 물신양면으로 지원해주시는 부모님과 장인어른, 장모님께 감사를 전하고 싶고, 마지막으로 아내이자, 동료이자, 친구인 아내 윤정이와 딸 설아, 아들 도현이에게 이 자리를 통해서 감사의 마음을 전하고 싶습니다.

 등록일 2019-11-01
Category: Immunology, Microbiology
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