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형수진
형수진(Sujin Hyung) 저자 이메일 보기
서울대학교
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A 3D disease and regeneration model of peripheral nervous system-on-a-chip

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

미세유체칩을 이용한 삼차원 세포배양기술은 오래 전부터 활발히 진행되고 있는 연구 분야입니다. 특히 미세유체칩에 말초신경시스템의 구조 및 기능을 모사하는 것은 복잡한 신경계의 세포간 상호작용을 분석할 수 있는 이점이 있어 신경 재생을 극복하고 메커니즘을 분석하기 위한 효율적인 방법으로 각광받고 있습니다. 현재 미세유체칩을 활용한 말초신경계 연구는 신경의 발달 단계 또는 손상 단계에 초점을 맞춘 연구가 중점적으로 진행되고 있습니다.

본 연구는 말초운동신경계를 이루는 motor neuron과 Schwann cell의 reciprocal communication을 발달 단계부터 손상, 그리고 다시 재생 단계에 이르기까지 full spectrum을 재현한 연구입니다. 특히 약물에 의해 de-myelination과 re-myelination 형성을 유도하여 말초운동신경계의 대표 질환인, 길랑-바레증후군(Guillain-Barré syndrome, GBS), 다발성경화증, 만성 염증성 탈수초성 다발신경병증 같은 demyelination-related disease을 모델링 하였습니다. 이 과정에서 cell morphology, myelin-related protein expression, intracellular calcium, myelin structure 등 다양한 분석을 통하여 말초신경병증 검증하고 약물에 의한 재생을 monitoring하였습니다. 본 연구를 통해 효율적인 약물 스크리닝과 다각적 세포간 reciprocal interplay을 이해할 수 있는 새로운 모델을 제시하였으며, translational medicine의 새로운 tool로 적용할 수 있을 것으로 기대됩니다.

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

본 연구는 서울대학교 기계공학부 전누리교수님 연구실에서 진행하였습니다. 전누리교수님 연구실은 biomimetic 소재를 이용한 미세유체칩을 개발하고, 이를 바이오 분야에 활용하기 위한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 특히 인체 내 장기나 혈관 조직을 모사한 organ-on-a-chip을 개발하고 질병 모델을 구축하여, 질병의 메커니즘이나 약물 스크리닝 등의 연구를 진행하고 있습니다.

전누리 교수님께서는 자기 주도적으로 연구 방향을 설정하고 진행할 수 있도록 전폭적으로 지원을 해주시며, 연구실 구성원들과의 활발한 교류를 통해 공학과 바이오 분야에 대한 전문적인 지식을 습득하고, 연구 주제에 대한 다양한 관점과 이해를 경험할 수 있어, 연구에 몰두할 수 있는 최적의 환경이 갖추어져 있는 연구실 입니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

하나의 연구를 완성하기까지 다양한 감정을 느꼈습니다. 자신의 가설을 세우고 이를 증명하는 과정은 흥분되는 일이지만 동시에 실패에 대한 두려움과, 때로는 자신의 부족함을 느끼기도 하였습니다. 그럴 때마다 함께 연구를 진행하는 연구원들 및 교수님과 토론을 통해 연구에 대한 확신을 얻어 흔들리지 않고 진행할 수 있었고, 이에 연구를 마칠 때마다 성취감과 감사함을 느껴왔습니다.

특히 이번 연구는 새로운 환경에서 처음 계획한, 개인적으로 의미가 있는 연구로 많은 것을 느낄 수 있었습니다. 같이 연구를 진행한 이승렬 연구원과 연구 호흡이 좋아 효율적으로 연구를 진행할 수 있었고, 전누리 교수님의 지도로 연구의 핵심을 잡을 수 있었습니다. 이를 통해 공동연구의 중요성을 다시 한번 느끼게 되었고, 말초운동신경계 질환을 분석할 수 있는 새로운 가능성을 제시할 수 있어 큰 보람을 느낄 수 있었습니다.

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

어떠한 분야든 포기하지 않는 마음을 갖는 것이 중요하다고 생각합니다. 연구를 기획하고 마무리 짓기 위해서는 많은 시간과 노력을 필요로 하고, 그 과정에서 여러가지 문제점을 맞닥뜨리며, 때로는 반복되는 연구 생활에 지치고 불안한 마음이 들기도 합니다. 이때 스스로를 믿고 포기하지 않고 나아갈 수 있다면 좋은 결실을 맺을 수 있을 것이라 확신합니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

이번 연구는 미세유체칩을 이용하여 말초운동신경계의 질환의 발생이나 재생을 분석할 수 있는 tool로서 가능성을 제시하였습니다. 앞으로도 미세유체칩을 이용하여 신경계에 국한되지 않고 다양한 질환 모델을 구축하여 재생의 유도 및 분석을 위한 보다 심도 높은 연구를 진행하고자 합니다. 특히 실제 환자에게서 추출한 세포 샘플을 적용하여 약물의 효능을 측정할 수 있는 지표로서 그 활용성을 높이고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

우선, 논문을 잘 마무리 할 수 있도록 지도해주신 전누리교수님께 깊은 감사를 표합니다. 항상 열린 마음으로 연구의 길을 열어주셔서 좋을 결실로 마무리 할 수 있었습니다. 그리고 투고 전부터 리비전 과정에서 연구의 흐름을 다듬어 주시고 많은 조언을 해주신 한국과학기술연구원의 김홍남 박사님께도 감사드립니다.

결정적으로 제 박자에 맞춰 항상 연구를 이끌어 준 이승렬 연구원에게도 깊은 감사함을 표합니다.

마지막으로 지금도 활발하게 연구를 진행하고 있을 MBEL의 모든 연구원분들께 좋은 연구환경을 만들어주셔서 감사합니다.

#Neuroscience #Organ-on-a-chip
Category: Biotechnology, Neuroscience, Cell_Biology
등록일 2021-02-23
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