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원종훈
원종훈(Jong Hoon Won) 저자 이메일 보기
University of Illinois at Chicago
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224 KB
  CV updated 2022-06-08 09:17
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CCN1 interacts with integrins to regulate intestinal stem cell proliferation and differentiation

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

장 줄기세포는(intestinal stem cells) 장 상피 조직(intestinal epithelial tract)의 가장 안쪽에 해당하는 intestinal crypts의 아랫부분에 위치 하고 있으며, 전체 장 표면적에 신속하게 장 상피세포(intestinal epithelial cells)를 공급하기 위해 빠른 분열(proliferation)을 하고 있는 것이 가장 큰 특징입니다. 장 줄기세포의 분열로부터 전구세포(progenitor cells)가 생성되고, 전구세포들은 transit-amplifying zone을 거쳐 고유의 기능을 가진, 최종적으로 분화된 장 상피세포로 거듭나게 됩니다. 따라서 장 줄기세포의 분열과 분화(differentiation)의 조절은 장(intestine)의 항상성 유지에 중요하다고 할 수 있습니다. 이러한 장 줄기세포의 항상성 유지를 위하여, 장 줄기세포는 intestinal stem cell niche라고 불리우는 여러가지 인자들에 둘러싸여 그 기능이 조절되고 있습니다.

이번 연구에서 저는 CCN1(CYR61)이 niche factor로써 integrins αvβ3vβ5를 통하여 장 줄기세포의 분화와 분열을 조절하는 역할을 확인하였습니다. CCN1은 extracellular matrix (ECM)단백질로 여러 질병에서 상처치유(injury repair)가 일어날 때 그 발현이 크게 증가하는데, 이것으로 CCN1은 손상된 조직을 치유하는데 그 역할을 하고 있다고 알려져 있습니다. 잘 알려진 CCN1의 조직 치유과정과 관련된 기전에는 intergrin α6β1 결합을 통한 cellular senescence와 integrins αvβ3vβ5 결합을 통한 Notch activation이 있습니다.

이 연구에서는 Ccn1유전자를 장 줄기세포 특이적으로 deletion을 일으킬 수 있는 마우스모델과, 미니장기(Organoids)기술을 이용하여 CCN1의 장 줄기세포에서의 항상성 유지에 관한 역할을 확인하였습니다. 미니장기는 네덜란드의 Dr. Hans clever가 장 오가노이드(intestinal organoids)를 개발한 이후 전임상시험(preclinical study) 분야에서 마우스모델 및 세포주를 이용한 in vitro모델을 대체할 도구로써 각광 받고있는 기술입니다.
 

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장 오가노이드

본 연구는 CCN1 단백질이 장 줄기세포에서의 Wnt와 Notch신호를 조절하는 기전을 확인하였고, 이를 바탕으로 장 조직 재생 치료제 개발의 단서를 제공했다는 점에 의의가 있습니다.

이 연구에서 CCN1의 장 줄기세포에서의 역할을 설명하는데에 CCN1 단백질과 Yes associated protein(YAP)의 positive feedback이 큰 부분을 차지하고 있습니다. 이제까지 알려진 YAP의 특성은 암질환 모델에서는 암세포의 분열을 촉진하고, 장 손상(intestinal injury) 모델에서는 조직 치유과정을 촉진한다고 알려져 있지만, injury가 없는 항상성 상태에서는 그 기능을 찾기 어렵다라고 알려져 있었습니다.

이번에 소개된 저의 연구결과는 이러한 내용과는 상반되는 내용이기에 매 순간 결과를 해석하고 내용을 전개해 나가는 데 어려움이 있었습니다. 하지만 여러가지 실험방법으로 일관되게 재현성 있는 결과가 나왔고, 적절한 시기에 저의 실험결과를 뒷받침해 주는 논문이 나왔기에, 좀 더 확신을 갖고 논문의 내용을 이어갈 수 있었습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

제가 연구를 진행했던 University of Illinois at Chicago (UIC)는 시카고 다운타운 부근의 일리노이주에서 지정된 Medical District에 위치하고 있습니다. UIC는 미국 약학대학 순위 최고에 속하는 것으로도 유명하며, 저는 UIC의 의과대학의 Dept. Biochemistry and Molecular Genetics소속으로 모든 연구실에서 기초 의과학 분야 전반에서 우수한 연구 성과를 내고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

연구활동중에 어려운 순간은 예상했던 결과와 다른 데이터가 나오거나 선행연구와 상반된 결과가 나올 때이리라 생각합니다. 물론, 본인이 수행한 실험결과를 바탕으로 객관적 사실을 확인해나가는 것이 연구자의 일이지만, 이전까지 알려진 내용과 상반되는 결과를 설명하기 위해서는, 보다 많은 결과와 다양한 접근 방식으로 reviewer들의 확신을 이끌어내야 하기에, 시간에 쫓기는 대학원생과 포스닥입장에서 막상 이러한 상황을 직면하게 되면 좌절감을 먼저 느끼게 되는 것이 사실인 것 같습니다. 석박사과정 그리고 포스닥과정 모두 제한된 시간 안에 눈에 띌 만한 성과를 보여주어야 그 다음기회가 주어지는 현실에서, 담대한 마음으로 연구활동을 이어가는 것은 생각처럼 잘 되지 않았던것 같습니다. 앞선 연구자 선배님들께서 이미 이야기를 해주셨지만, 예상과 상반되는 결과가 나올때 더 큰 발견을 할 수 있는 기회라 생각하고 조급하게 생각을 하지 말고, 유연한 사고로 연구내용을 이어 나가는 태도가 중요한 것 같습니다.

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

연구자로서의 커리어를 이어 나가는 것은 난관의 연속이 더 많은 것 같습니다. 너무 진부한 이야기이지만, 끈기 있는 자세와 잘 정돈된 생각을 바탕으로 실험을 하는 것이 중요하다고 이야기드리고 싶습니다. 그리고 밤늦은 시간까지 실험을 하는 패턴보다는 일찍 하루 일과를 시작하여 마무리 짓는 생활습관을 갖는 것을 추천합니다. 아침 일찍 하루를 시작하는 것이 보다 지속가능하고 능률적으로 연구활동을 이어갈 수 있다고 저의 경험을 바탕으로 이야기 드리고 싶습니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

그동안 academic분야에서 계속 연구활동을 해오다가 작년부터 우연한 기회에 industry분야에서 일할 기회를 얻어 연구활동을 이어가고 있습니다. 장 상피세포의 기능유지 및 질병치료 관련연구를 지속할 계획을 갖고 있습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

먼저 저의 연구를 소개할 기회를 주신 BRIC 운영진께 감사의 말씀을 드립니다. UIC에서 외국인 연구 노동자의 좌절과 희망을 함께 나눈 노현수 예비박사님과, 늘 격려와 조언을 해주신 조재형 교수님, 깊이있는 연구주제를 이끌어 갈 수 있게 해주신 Lester Lau 교수님, 그리고 논문이 마무리가 될 수 있게 많은 도움을 주신 전준일 박사님께 이 자리를 빌려 감사의 말씀을 전하고 싶습니다.

#CCN1 #Intestinal stem cells #Integrins
Category: Cell_Biology, Pathology, Medicine
등록일 2022-06-10
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