왜 생명과학에 관심을 가지게 되었나요?

    저는 고등학교 때 생명과학을 배우면서 생명과학에 흥미를 가지게 되었습니다. 제가 생명과학이 재미있다고 느낀 이유는 많은 생명 현상들이 굉장히 논리적이고 체계적으로 일어난다는 점 때문이었습니다. 제가 고등학교를 다닐 때 우리 몸은 마치 하나의 커다란 공장 같다는 생각을 했습니다. 생명체 라는 커다란 공장을 운영하기 위해 체내에서 많은 일들이 일어나는데 이런 반응들은 단순히 이유 없이 일어나는 일들이 아니라 논리적인 이유를 가지는 반응들 입니다. 그리고 이런 많은 반응들이 서로 밀접하게 영향을 미치면서 하나의 생명체를 구성할 수 있다는 사실이 굉장히 신기하고 재미있었습니다.

 

기억에 남는 생명현상을 한가지만 소개해주세요

   제가 소개하고 싶은 생면현상은 circulating tumor cell에 관한 것입니다. Circulating tumor cell은 primary tumor로부터 나와 blood circulation을 통해 이동하는 tumor cell입니다. Circulating tumor cell은 primary tumor 가 생겼던 부위가 아닌 다른 장기 기관으로 이동할 수 있으므로 metastasis에 가장 결정적인 영향을 끼칩니다. 하지만 tumor cell 들이 다른 곳으로 이동하는 것이 결코 쉬운 일이 아닌 만큼 많은 장애물들이 체내에 존재하고 있는데 circulating tumor cell 은 많은 벽들을 극복하고 이동한다고 합니다. 이런 barrier에는 혈류속도에 의한 shear force가 CTC 에 가하는 damage, NK cell같은 immune cell들에 의한 immune response, anoikis, capillary의 diameter보다 CTC 의 diameter 가 크다는 점 등을 말할 수 있습니다. 이런 벽들을 극복해내고 tumor cell들은 metastasis를 통해 더욱 severe한 cancer를 일으키고 이를 위한 메커니즘을 여러 개 보유하고 있습니다. 먼저 혈류속도에 의한 shear stress를 극복하기 위해 CTC는 blood coagulation pathway를 activate 해서 blood velocity를 낮춰 shear stress를 줄인다 합니다. 또한 CTC 는 mesenchymal cell. epithelial cell, pericytes, immune cells, platelets and cancer associated fibroblasts 들과 함께 aggregate 해서 하나의 커다란 덩어리를 형성하게 됩니다. 이를 CTC cluster라 하는데 CTC cluster는 anoikis resistance해서 CTC 의 cell death를 줄일 수 있습니다. 또 CTC가 fibrin과 platelet을 이용해 자신을 둘러싸게 되면 NK cell로부터의 immune response를 줄여줄 수 있다고도 합니다. 또 CTC 가 metastasis를 일으키려면 capillary를 통과해야 하는데 diameter가 약 5~10 um 인 capillary vessel 에 비해 CTC cluster의 diameter는 12~25um로 혈관보다 더 커서 쉽게 이동할 수 없다고 합니다. 이를 극복하는 방법으로는 아직 명확하게 밝혀진 바는 없다고 합니다.

 

 

언급한 생명현상에 대해 가지고 계신 가설을 말해 주세요.

   제가 가지고 있는 가설은 아니지만 Circulating Tumor Cell cluster가 자신보다 지름이 작은 capillary vessel 을 통과하는 방법에 대한 재미있는 논문이 있어 저는 이에 관한 모델을 하나 소개하려 합니다. 이 논문에서는 CTC cluster가 disassociated 되어 혈관을 통과한다고 했습니다. 비록 논문에서 in vivo 실험 데이터를 제시하지는 않았지만 컴퓨터 시뮬레이션으로 크기 차이를 극복하는 모습을 보여주어 굉장히 흥미로웠습니다. 만약 이 기작에 대한 정확한 메커니즘이 밝혀지고 그를 타겟할 수 있는 약물이 개발된다면 cancer metastasis 에 대한 효과적인 치료와 예방법이 될 수 있을 것 같습니다.

가지고 계신 가설을 어떤 실험적인 방법들로 증명할 수 있을까요?

   in vivo에서 혈관과 세포들과의 상관관계를 증명하기는 굉장히 어려울 것 같아서 논문에 제시된 것처럼 capillary vessel 과 유사한 환경을 모델링 하는 실험이 필요할 것 같습니다. 인공적으로 microfluidic constriction devices를 만들고 온도와 압력을 체내와 동일하게 맞춰준 microchannel을 모델링하고 CTC cluster에 fluorescence 를 tagging 해서 실제로 CTC cluster가 이런 microchannel을 만나게 되었을 때 어떻게 행동하는지를 imaging 해 보면 좋을 것 같습니다.

개별/졸업연구에서 진행한 실험의 내용과 의미를 설명해 주세요. 또는 배웠던 내용 중 가장 기억에 남는 흥미 있는 내용을 말해 주세요.

   저는 카이스트 의과학대학원의 박수형교수님 실험실에서 개별연구를 했었습니다. 제가 실험실 있을 때 주로 공부했던 분야는 mucosal associated invariant T cell 과 alcoholic liver disease 과의 상관관계에 대해 공부했었습니다. 생물학 실험실답게 cell culture 부터 시작해서 면역을 하는 실험실답게 FACS를 이용한 여러 실험 기법들을 배울 수 있었던 소중한 기회였습니다.

 

학과/실험실 생활 또는 연구/공부 과정에서 있었던 에피소드를 소개해주세요

   세포생물학을 들을 때 같이 수업을 들었던 친구들과 스터디를 했던 것이 정말 기억에 남습니다. 서로 모르는 것들을 물어보고, 어려운 점들에 대해 같이 고민해 보고 같이 밤 늦게까지 공부하던 친구들에게 정말 고맙고 많이 의지가 되었습니다.

 

다른 하고 싶은 이야기

   암기할 것이 많은 생명과학과 과목을 공부할 때 혼자서 하는 것 보다 마음이 맞는 친구 몇 명과 같이 하면 더 효율적으로 공부할 수 있는 것 같습니다. 혼자서 할 때는 잘 안 외워지던 것들도 친구들과 같이 이야기하면서 외우다 보면 기억도 더 잘 나는 것 같습니다. 또 어렵고 모르겠던 점들을 혼자서 공부하면 그냥 넘길 수 있는데 친구들과 같이 공부하다 보면 같이 고민해보고 하는 과정에서 해결되었던 적이 많았기에 좋은 공부 방법 중 하나가 아닐까 생각됩니다.