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생명과학의 역사를 쓰는 사람들 Research Highlights

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인터뷰 이동윤
논문 Dong Yun Lee, Jin Yong Kim, Yonghyun Lee, Soyoung Lee, Wenjun Miao, Hyeon Sik Kim, Jung-Joon Min and Sangyong Jon (2017) Black Pigment Gallstone Inspired Platinum-Chelated Bilirubin Nanoparticles for Combined Photoacoustic Imaging and Photothermal Therapy of Cancers. Angew Chem Int Ed. 56(44): 13684-13688
한줄요약 체 내 담석형성반응 응용한 항암 진단/치료 시스템 개발

인터뷰


 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요.

황달 유발의 주요 물질이자 간 질환의 지표로 사용되어 온 빌리루빈은 다른 한편으로는 많은 염증 질환을 조절할 수 있는 체 내의 강력한 항산화제로 밝혀져 큰 주목을 받아 왔습니다. 본 실험실에서는 과거 이용현 박사 주도 하에 물과 화합하지 않는 소수성을 갖는 빌리루빈과, 그 반대로 초 친수성 고분자인 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 결합한페길화된 빌리루빈기반의 나노입자 시스템을 개발한 경험이 있으며, 이는 빌리루빈의 항산화 기능을 그대로 유지하면서 체내로 축적되지 않게 해 빌리루빈의 장점만을 취하는 기술이다. 이를 바탕으로 염증성 장 질환, 허혈/재관류, 췌도세포 이식, 천식 등의 동물 질병 모델에서 효능 및 안정성을 확인하였습니다.

이번 연구에서는 앞선 연구의 접근 방식과 다르게 빌리루빈이 갖고 있는 다른 물리 화학적 성질을 이용해 항암 치료에 적용하였습니다. 먼저 노란색을 띄는 소수성의 빌리루빈에 특정 파장대의 빛 (푸른 빛)을 쬐어주면 친수성의 광이성질체로 전환되어 신생아 황달 치료에 널리 쓰이는 광학물질인 점을 첫 번째 근거로 활용하였으며, 두 번째로는 인체 내의 쓸개관 혹은 쓸개 등에서 병이 생길 때 종종 발견할 수 있는 검은 색소 담석의 주성분 또한 빌리루빈이라는 점에 주목하였습니다. 이 때, 칼슘이나 구리 등 금속 양이온과 중간 매개체 (linker or chelator) 없이도 빌리루빈이 직접 chelation 반응을 하여 검은 색소 담석을 형성하는 점을 응용하여 cisplatin이라는 백금 금속 기반 항암제와 페길화된 빌리루빈을 직접 반응시켜 chelation 반응이 유도되게 만들었으며, 이로 인해 노란색의 빌리루빈 나노입자가 보라색의 복합체로 변환되는 것을 새롭게 확인하였고, 이로 인해 기존 빌리루빈 나노입자에서는 관찰되지 않던 근적외선 파장대의 빛에 반응성이 생긴 것을 관찰 할 수 있었습니다. 이후 상기 특성을 이용하여 광음향 영상 (photo-acoustic image)을 위한 근적외선 파장대의 빛을 쬐었을 때 기존에 비해 크게 향상된 광감응성을 보였고, 실제 정맥 주사된 대장암 동물 모델에서도 종양 부분에서의 유의미한 광음향 신호 증가를 확인하여 광음향 진단 조영제로의 가능성을 볼 수 있었습니다. 또한 광열 치료 (photo-thermal therapy)를 위한 근적외선 파장대의 빛을 종양 부위에 쬐었을 때 광열 효과에 의해 5분 내에 25℃ 이상의 온도 상승을 확인했고, 2주 후 다른 그룹에 비해 확연한 종양 크기의 감소 및 괴사를 확인하여, 광열 치료제로서의 유용함도 입증할 수 있었습니다.


2. 연구과정에서 있었던 에피소드를 소개해 주세요.

광음향 영상 (photo-acoustic image)을 얻기 위해 상기 시설을 갖추고 있는 화순전남대병원까지 먼 거리를 오고 가며 실험하였는데, 다행히 무사히 좋은 결과를 얻으며 실험을 마칠 수 있었습니다.  


3. 연구를 통해 얻은 지혜를 후배들에게 들려주세요.

제가 전남 화순까지 갔다 오며 실험했던 것처럼 실험과 연구를 위해서라면 지구 어디를 가서든지 연구를 하겠다는 열정과 그를 위한 열린 마음이 필요한 것 같습니다.     


4. 나는 왜 명과학자가 되었는가?

기초와 임상의 중개연구에 도움이 될 수 있는 연구자가 되려고 오늘도 실험실에서 하루하루를 보내고 있습니다 


5. 다른 하고 싶은 이야기

지도 교수님이신 전상용 교수님과 광열 치료 (photo-thermal therapy) 환경을 제공해주신 카이스트 바이오 및 뇌공학과 박지호 교수님, 그리고 광음향 영상 (photo-acoustic image) 공동연구에 많은 도움을 주신 화순전남대병원 민정준 교수님과 김현식 박사님께 큰 감사를 드립니다.


  1. 이민지(바이오이미징/광유전학 실험실, 허원도 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 세포는 외부 환경으로부터 오는 변화를 수용체를 통해서 인식하고, 그 신호를 세포 내부로 전달하는데, 이를 통해서 세포 내에서 여러 기능들이 조절됩니다. 이러한 수용체 중 TGF-...
    Date2018.02.05 By생명과학과 Views1112
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  2. 변현종(카이스트 부설 한국과학영재학교 미생물공학실, 안정훈 교수님) - 카이스트 생명과학과 학부생

     ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 타입 I 분비 시스템(T1SS) 중 “폴리펩타이드를 수송하는 ABC 수송체”들의 단백질 분비 특성에 관해 연구한 논문입니다. 우리는 Pseudomonas fluorescens 박테리아가 보유한 ABC 수...
    Date2018.02.05 By생명과학과 Views851
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  3. 송요셉(시스템 및 합성 생물학 연구실, 조병관 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 화석연료는 에너지 연료로만 사용되는 것이 아니고, 정유시 발생하는 석유화학제품도 제약, 섬유 산업 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 화석연료 고갈 문제 및 사...
    Date2018.02.05 By생명과학과 Views782
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  4. 신정환(시스템신경과학 연구실, 정민환 교수님)

      ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 기저핵은 신경계에서 대표적으로 강화학습과 수의적인 운동에 중요한 부위로 알려져 있습니다. 강화학습이란 예측한 기대치 (Expected value)와 ...
    Date2018.01.29 By생명과학과 Views934
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  5. 유다영(동물세포공학 연구실, 이균민 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 현재 mammalian 세포에서 생산되는 단백질 의약품의 70%는 Chinese hamster ovary (CHO) 세포를 이용합니다. Glutamine synthetase (GS) / Methionine sulfoximine (MSX) 시스템은 CH...
    Date2018.01.29 By생명과학과 Views908
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  6. 정지혜(시스템 및 합성생물학 연구실, 조병관 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 단감의 경우 실제로 수확 후, 2주 후부터 연화가(물러짐) 진행되어 1달이 지나면 대부분의 단감이 연화되어 먹을 수 없습니다. 이렇듯 단감이 상품성을 가질 수 있는 기간은 한정적 ...
    Date2018.01.08 By생명과학과 Views885
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  7. 조유리(분자세포면역학 연구실, 강석조 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해주세요. 2011년 Ralph Steinman이 Dendritic cell의 발견을 한 공로로 노벨 생리의학상을 수상하였습니다. 그 만큼 Dendritic cell은 우리 면역 시스템에 굉장히 중요한 면역 세포입니다. I...
    Date2018.01.03 By생명과학과 Views1068
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  8. 김희연 (생체분자공학 연구실, 김학성 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 생물의약품이 세포 내로 전달되어 약효를 나타내기 위해서는, 일반적으로 선택적인 투과성을 지닌 세포막을 잘 투과할 수 있도록 디자인 되어야...
    Date2017.12.29 By생명과학과 Views959
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  9. 김종원 (생체분자공학 연구실, 김학성 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 현재 민감도와 특이성이 높은 표적 물질의 검출 및 분석법이 다양하게 개발되고 있습니다. 대개는 신호 발생 물질인 효소를 나노입자나 항체에 화학적 결합을 통해 이용하고 ...
    Date2017.12.26 By생명과학과 Views739
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  10. 최정윤 (발생분화연구실, 한용만 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. CFC 증후군은 ERK 신호전달체계의 돌연변이에 의해 발생하는 희귀 유전 질환입니다. 비정상적인 뼈 발달은 대부분의 CFC 증후군 환자에서 나타나지만 ERK 신호전달체계의 이상과 골...
    Date2017.12.11 By생명과학과 Views989
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  11. 김나연(바이오이미징/광유전학 실험실, 허원도 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. Protein oligomerization is an important molecular mechanism in many biological processes that control numerous cellular events. We investigated the property of crypt...
    Date2017.11.13 By생명과학과 Views1257
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  12. 유미란(신경회로망 연구실, 한진희 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 기억이 어떻게 형성 되어서, 어떻게 평생에 거쳐 저장되고 유지될 수 있을지를 밝히는 것은 매우 흥미로운 일입니다. 처음 획득한 기억이 안정화 되기 위해서는 기억에 중요한 여...
    Date2017.10.30 By생명과학과 Views1456
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  13. 전종철(진핵세포 전사 연구실, 김재훈 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. DNA 와 함께 크로마틴을 구성하고 있는 히스톤은 다양한 종류의 post-translational modification 에 의해 조절됩니다. 히스톤 H3 의 4 번째 lysine 잔기 (H3K4) methylation 은 대표적...
    Date2017.10.30 By생명과학과 Views1172
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  14. 천영서(크로마틴 생물학 연구실, 이대엽 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. Centromere의 특징 중 하나는 전형적인 histone H3 nucleosome 대신 centromere-specific histone H3 variant인 CENP-A nucleosome이 존재한다는 점입니다. 이러한 CENP-A nucleoso...
    Date2017.10.24 By생명과학과 Views1715
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  15. 이동윤(바이오나노의약 실험실, 전상용 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 황달 유발의 주요 물질이자 간 질환의 지표로 사용되어 온 빌리루빈은 다른 한편으로는 많은 염증 질환을 조절할 수 있는 체 내의 강력한 항산화제로 밝혀져 큰 주목을 받아 왔...
    Date2017.10.24 By생명과학과 Views1196
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  16. 윤정민(에피제네틱스 구조생물학 실험실, 송지준 교수님)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 우리 몸에 중요한 유전정보를 담고 있는 DNA는 Histone octamer에 146 base pair가 감겨 있는 nucleosome이라는 기본단위로 이루어진 chromatin 형태로 보관이 되어집니다. DNA ...
    Date2017.10.20 By생명과학과 Views1422
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  17. 경현호, 최윤주(생체분자공학 실험실, 김학성 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 생명은 면역 체계라는 복잡한 방어 수단을 통해 자신을 보호합니다. 면역 체계의 핵심에는 ‘자신’과 ‘자신이 아닌 것’을 분자 단위에서 구분하는 대응 기...
    Date2017.10.13 By생명과학과 Views1327
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  18. 김정진(행동 유전학 실험실, 김대수 교수)

     ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 우리 뇌 안에는 무수한 억제성 회로가 있지만, 그들의 정보 전달 방식에 대해서는 잘 밝혀져 있지 않습니다. 본 연구팀은 기저핵에서 나오는 억제성 신호들이 어떠한 방식으...
    Date2017.10.12 By생명과학과 Views1161
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  19. 이준우(크로마틴생물학 실험실, 이대엽 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 본 논문은 제가 Nature Communications 에 개제하였던 연구 내용을 긍정적으로 평가한 <Transcription> 이라는 잡지사에서 제 논문에 관한 review 논문을 작성해 달라는 부탁을 보...
    Date2017.09.25 By생명과학과 Views1658
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  20. 권도형 (분자세포면역학 연구실, 강석조 교수)

    ▷인터뷰 1. 논문 내용과 의미를 설명해 주세요. 미토콘드리아는 에너지 생산뿐만 아니라, 칼슘의 저장소, Apoptosis, lipid 합성등 다양한 기능을 수행하는 세포소기관으로, 에너지 상태 외에도 다양한 ion의 흐름, 외...
    Date2017.09.20 By생명과학과 Views1538
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