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홍광석
홍광석(Kwangseok Hong) 저자 이메일 보기
University of Virginia-School of Medicine, 현 중앙대학교 체육교육과
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Local Peroxynitrite Impairs Endothelial TRPV4 Channels and Elevates Blood Pressure in Obesity

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

비만은 체내 지방이 필요 이상으로 과다하게 축적된 상태를 의미하며, 단일 질환임과 동시에 다양한 심혈관질환을 유발합니다. 특히, 비만에 의한 내피세포 의존성 혈관확장기능 손상(impaired endothelium-dependent vasodilation)은 고혈압을 유발하는 주요 원인에 해당합니다. 혈관직경이 매우 작은 미세혈관(microvascular beds)의 경우, 혈관내피세포의 칼슘 시그널링(Ca2+ signaling)은 혈관수축과 이완에 기여하는 조절인자에 해당하나, 비만이 칼슘 시그널링에 미치는 부정적인 영향에 관한 기전은 명확하게 밝혀지지 않았습니다.

이점에 대해 고심하던 끝에 고지방 식이 섭취를 한 동물 모델에서 TRPV4 이온 채널을 통한 혈관내피세포로의 칼슘 유입이 감소한다는 점을 발견하였고, 세부 기전에 대해 연구를 진행하였습니다. 네 개의 이온 채널로 구성된 metastructure 형태의 TRPV4 이온 채널은 AKAP150 단백질에 결합하는 PKC에 의해 channel opening cooperativity가 결정되고 유입되는 칼슘의 양이 결정됩니다. 그런데, 고지방 식이에 의한 비만은 산화질소(nitric oxide)와 산화스트레스(superoxide)의 결합물인 과산화질소(peroxynitrite)을 증가시키며, 세포독성물질로 작용하는 과산화질소는 PKC가 AKAP150 단백질로 이동(trafficking)하여 결합하는 것을 방해함으로써, 칼슘 유입을 감소시키고 이는 혈관확장기능 이상과 함께 고혈압을 유발한다는 사실을 규명하였습니다.

연구 분야의 동향에 대해 간략히 말씀 드리면, 혈관생리학 연구는 지난 100여년 동안 활발하게 진행되어 왔으나 미세혈관 연구는 30-40년 정도의 비교적 짧은 역사를 가진 연구 분야입니다. 이 점은 앞으로 밝혀야 할 점들이 무궁무진하다는 점을 의미하며, 심뇌미세혈관 질환은 생명과 직결되기에 예방과 치료제 개발에 필요한 기초과학 연구가 절실히 요구되는 영역이며, 국가 차원의 재정적 지원과 생명과학자들의 관심이 필요한 분야라고 생각합니다.
             
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

버지니아 의과대학과 Robert M. Berne 심혈관연구센터는 Microcirculation 분야의 저명한 연구기관으로 미세혈관 연구의 개척자인 Dr. Brian Duling을 시작으로 우수한 과학자(예: Dr. Steven Segal, Dr. Virginia Huxley 등)들을 많이 배출하였습니다. 현재 Dr. Gary Owen, Dr. Brant Isakson, Dr. Coleen McNamara, Dr. Zhen Yan 등 세계적인 석학들이 흥미로운 연구를 진행하고 있으며, 최고의 연구환경을 제공하기 위해 부단한 노력을 기울이고 있는 연구기관입니다. 미세혈관 연구를 계획하고 계시는 대학원생과 박사후과정연구원 선생님들께 꼭 추천 드리고 싶은 연구기관입니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

저의 연구활동을 즐겁게 할 수 있게 만들어 준 원동력은 '설레임'이였습니다. 상상력과 선행연구를 바탕으로 가설과 실험 계획을 세우고 "내일 실험에서 혈관은 어떤 반응을 보일까?", "특정유전자(target gene) 변형은 Ca2+ imaging과 혈압 변화에 영향을 미칠까?", "생리적 기능과 분자생물학적 실험결과는 일관성이 있을까?" 등 실험 결과를 설레이는 마음으로 기다리고 그 결과에 따라 다음 질문과 가설을 검증하는 과정이 즐거웠습니다. 지금껏 참여해 온 연구들이 언젠가 혈관 질환 치료제 개발 및 임상 치료에 활용될 날을 기대해 봅니다.    

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

제가 감히 따라갈 수 없을만큼 많은 분들께서 열심히 연구 활동을 하시기에 특별히 드릴 말씀은 없습니다만 주제넘게 한 말씀 드리자면, 충분한 시간과 여유를 가지고 연구를 진행하면 어떨까하는 생각을 해봅니다. 빠른 시간안에 양적·질적으로 우수한 실적을 요구하는 한국의 연구풍토에는 어울리지 않는 말씀이지만 저의 짧은 경험에 비추어 볼 때, 시간에 쫓겨 실험과 연구를 마무리 하면 결과를 가설에 억지로 맞추게 되거나 예상 밖의 흥미로운 실험 결과를 지나치게 된다는 것을 알게 되었습니다. 의미 있는 연구를 하기 위해서는 많은 점들이 필요하겠지만 여유로운 마음으로 꼼꼼하고 정확하게 과학을 임하는 자세도 중요하지 않을까 생각합니다.      

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

규칙적인 운동을 안한지가 언제부터인지 기억나지 않을 정도로 생활습관이 바뀌기도 하였지만 저는 누구보다 운동을 좋아했고 지금도 신체활동의 효과를 과학적으로 규명하는데 큰 관심을 가지고 있습니다. 고령(화)사회로 접어들면서 건강한 노화(healthy aging)의 중요성과 노인성질환의 심각성이 강조되는 시대적 흐름에 맞추어 노화에 따른 혈관질환에 많은 관심을 가지고 연구활동을 이어갈 계획이며, 규칙적인 운동이 노인성 혈관질환 예방 및 치료에 기여하는 바를 규명하고자 합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

연구주제 선정부터 게재에 이르기까지 마음껏 연구할 수 있는 환경을 지원해주신 지도교수님을 비롯하여 미국 유학생활의 시작과 정착에 큰 도움을 주신 경희대학교 이만균 교수님, 박현 교수님, Texas A&M University 이석호 교수님, 혈관생리학의 학문적 기초를 마련하는데 좋은 가르침을 주신 University of Missouri Michael Hill 교수님, University of Illinois Philip Clifford 교수님, 긴 유학생활 동안 끝까지 믿어주시고 도와주신 양가 부모님께 감사의 인사 드립니다. 마지막으로, 공부하는 남편과 아빠를 위해 힘든 내색 하나없이 언제나 응원해주며 즐겁고 행복한 추억을 함께 쌓아온 소중한 가족 아내 이혜정과 딸 홍다영에게 감사와 사랑하는 마음을 전합니다.

 등록일 2020-02-17
Category: Physiology
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