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- [연구] 생명과학과 이상호 교수 연구팀, 식물 세포의 창고인 ‘액포’ 조절을 통한 지구온난화 대처 방안 제시
- 생명과학과 이상호 교수 연구팀, 식물 세포의 창고인 ‘액포’ 조절을 통한 지구온난화 대처 방안 제시 - 식물 액포 ALMT9 채널의 지질 결합 구조 및 활성화 과정 규명 - 기후 적응력과 과일 품질 향상 등 다양한 응용 연구에 활용 기대 ▲(왼쪽부터) 생명과학과 이상호 교수, 이영목 박사, 정서연 대학원생 식물 세포의 액포는 다양한 물질을 보관하고 분배하는 창고와 같은 역할을 하는 세포소기관이다. ALMT9 음이온 채널은 여러 음이온이 드나드는 출입문 역할을 하여 액포 내 음이온의 저장을 돕는 것으로 알려져 있다. 이러한 기능을 통해 ALMT9은 기공 조절*, 과일의 맛과 향 등 식물의 주요 생리적 현상 조절에 중요한 역할을 담당한다. 기공 조절은 식물의 가뭄 저항성을 증진시켜서 온난화에 대처할 수 있게 해 준다. * 기공 조절: 기공은 주로 식물의 잎 뒷면에 존재하는 작은 구멍으로, 광합성에 필요한 이산화탄소가 들어오고 광합성에 의해 만들어진 산소와 뿌리에서 올라온 물이 나가게 한다. 기공 조절을 통해 지구온난화에 대처할 수 있다. 생명과학과 이상호 교수 연구진(제1저자 이영목 박사, 공동저자 정서연 대학원생)은 식물 세포 속 작은 창고인 ‘액포’가 지질에 의해 어떻게 조절되는지 새로운 단서를 발견하였다. 연구진은 단백질의 구조를 볼 수 있는 초저온 전자현미경법(cryo-EM)을 통해 식물 액포에서 작용하는 ALMT9 음이온 채널의 구조와 작동 방식을 밝혔다. 해당 연구는 프랑스 몽펠리에대학교의 Alexis De Angeli 교수 연구진과 성균관대학교 물리학과 유제중 교수 연구진, 한국기초과학지원연구원의 황금숙 박사 연구진과의 공동 연구를 통해 이루어졌다. ▲ 다양한 지질이 결합된 형태로 규명된 ALMT9 음이온 채널 구조 연구진은 지질이 ALMT9 음이온 채널의 기능 조절에 중요하다는 사실을 발견하였다. 이번 연구로 지질과 액포 조절 사이의 새로운 연결고리가 밝혀졌으며, 이를 바탕으로 다양한 후속 연구로의 발전이 기대된다. 궁극적으로 지질의 역할에 대한 재해석을 통해서 기후온난화에 대응할 수 있는 새로운 전략을 발굴하고 과일 품질 향상 등의 산업적 응용을 위한 중요한 토대를 마련한 것으로 평가된다. 이상호 교수는 “이번 연구를 통해 미스터리였던 지질의 기능을 규명하게 되었다”며 “이를 토대로 지질의 역할에 대한 이해가 깊어지고 이를 토대로 지구온난화 대응 및 농업 생산성 증진에 기여할 것”이라고 밝혔다. 또한 “최근 교내에 도입된 최첨단 기기인 cryo-EM을 이용한 연구 사례를 보여주어 앞으로 해당 장비를 이용한 우수한 연구 성과 도출에 대한 기대감을 높여 주고 있다”고 밝혔다. 연구 성과는 중견연구지원사업 및 바이오·의료기술개발사업의 지원을 받아 도출되었으며 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF: 14.7)’에 2월 20일 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Structural basis for malate-driven, pore lipid-regulated activation of the Arabidopsis vacuolar anion channel ALMT9 ※ DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-56940-5 ※ 저자: 이영목 박사 (제1저자), 유재민, 정서연, 유제중 교수(성균관대 물리학과), 이상호 교수 (교신저자, 성균관대학교 생명과학과)
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- 작성일 2025-03-24
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- [연구] 화학과 이원화 교수 공동연구팀, 중증 ARDS 초기 대응 폐 표적 나노리포좀 개발
- 화학과 이원화 교수 공동연구팀, 중증 ARDS 초기 대응 폐 표적 나노리포좀 개발 - 호중구 세포외 덫(NETs) 억제 및 항염증 효과로 중증 진행 예방 가능 우리 대학 화학과 이원화 교수 연구팀은 융합생명공학과 박우람 교수 연구팀, 영남대학교 병원 홍경수 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 급성 호흡곤란 증후군(ARDS)에 효과적인 새로운 폐 표적 나노리포좀 기반 치료법을 개발했다고 발표했다. 연구팀은 양이온성 지질(DDAB)을 이용한 폐 표적 나노리포좀 구조에 호중구 엘라스타제(NE) 억제제(sivelestat)와 호중구 세포외 덫 (NETs)을 분해하는 효소(DNase-1)을 도입하여 신규 폐 표적 나노리포좀을 개발했다. * ARDS: Acute respiratory distress syndrome, DDAB: Didodecyldimethylammonium bromide, NE: Neutrophil elastase, NET: Neutrophil extracellular trap 고위험 환자의 경우 코로나바이러스와 같은 중증 호흡기 질환에 감염되었을 때 ARDS로 진행될 가능성이 높으며, 이는 불량한 예후와 높은 사망률로 이어진다. 이원화 교수 연구팀은 중증 ARDS 초기 단계에서 발생하는 호중구의 과도한 면역 반응을 조절하기 위해, 호중구 세포외 덫 (NETs) 생성 및 분비된 NET과 그로 인한 염증 반응을 억제할 수 있는 나노리포좀을 개발했다. 연구팀은 급성 폐손상 동물 모델에서 나노리포좀이 폐 조직에 선택적으로 축적되며 투여 후 24시간까지 유지되는 것을 확인했다. 나노리포좀을 구성하는 약물의 단독 투여 대비 NETosis 지표 및 염증성 사이토카인 감소에 더욱 유의미한 효과를 보였으며, 전체적인 사망률을 감소시키는 결과를 확인했다. 또한 호흡기 기능 평가를 통해 나노리포좀 투여가 급성 폐손상에 의한 호흡 부전과 폐 섬유화의 진행을 완화시키는 효과를 확인했다. 아울러 연구팀은 나노리포좀이 중증 코로나19 환자의 혈액 검체에서 NETosis 지표 및 염증성 사이토카인을 감소시키는 효과를 확인하여, 이 치료법의 임상 적용 가능성을 입증했다, 이는 기존의 스테로이드 기반 항염증제 및 기관지 확장제 등의 대증 치료에 의존하던 ARDS 치료에 새로운 접근법으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 이원화 교수는 “난치성 호흡기 질환은 현재 악화를 억제하는 약물만 FDA 승인 받았고, 원천적인 치료가 어려운 상황에 중증 환자의 경우 치료제가 없는 실정이기 때문에 새로운 치료제 개발이 시급하다. 이번 연구를 통해 효과적인 복합치료 효과를 검증했고, 향후 임상적 효과와 기전을 규명할 것이다”라고 설명했다.
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- 작성일 2025-03-24
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- [연구] 권대혁 교수 공동연구팀, 지질나노입자 표적 전달 기술 개발
- 권대혁 교수 공동연구팀, 지질나노입자 표적 전달 기술 개발 - 빠르고 간편한 항체 부착 기술로 mRNA의 표적 전달 연구 돌파구 - 유전자 및 세포 치료제 연구 및 신약 개발 가능성 확대 ▲(왼쪽부터) 권대혁 교수, 박원범 박사, 한국과학기술연구원 양유수 박사, 최지웅 박사 융합생명공학과 권대혁 교수 연구팀이 한국과학기술연구원 양유수 박사, 바이오 기업 엠브릭스㈜와 공동으로 mRNA를 특정 세포에 효과적으로 전달할 수 있는 혁신적인 기술을 개발했다. 이번 연구는 차세대 유전자 치료와 항암 치료의 발전을 앞당길 핵심 기술로 주목받고 있다. mRNA를 세포에 전달하는 지질나노입자(LNP) 기술은 코로나19 백신으로 큰 성공을 거두었지만, 특정 세포에 정확히 전달하는 데 한계가 있었다. 이로 인해 활용 범위가 제한되며, 예상치 못한 부작용이 발생할 우려가 있었다. ▲[그림1] 지질나노입자에 빠르게 부착할 수 있는 그랩 항체 기술 이를 해결하기 위해 연구팀은 지질나노입자에 항체를 쉽고 빠르게 부착해 원하는 표적 세포로 정확히 전달할 수 있는 ‘그랩 항체 기술’을 개발했다.(그림 1) 이 기술을 활용하면 기존보다 암 표적률이 8배 이상 증가하고, p53 유전자 기반 항암 치료 효과도 크게 향상된다. 또한, mRNA를 보다 효율적으로 표적 세포에 전달할 수 있어 정밀 의약 개발에 새로운 가능성을 열었다. 권대혁 교수는 “전달할 mRNA와 항체만 결정하면 나머지 과정은 표준화된 절차를 따르면 되도록 설계했으며, 이를 통해 그랩 항체 기술이 신약 개발의 혁신을 앞당길 수 있을 것”이라고 밝혔다. 본 연구 결과는 세계적인 국제학술지인 ACS Nano에 2월 5일 게재되었다. 본 연구는 한국연구재단의 지원으로 수행되었다. ※ 논문명: Apolipoprotein Fusion Enables Spontaneous Functionalization of mRNA Lipid Nanoparticles with Antibody for Targeted Cancer Therapy ※ 학술지: ACS Nano (IF: 15.8, JCR: 6.0%) ※ 논문 링크: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c16562
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- 작성일 2025-03-24
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- [연구] 박진성 교수 연구팀, 세계 최초 진동 시스템 기반 휴대용 중금속 검출 센서 개발
- 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀, 세계 최초 진동 시스템 기반 휴대용 중금속 검출 센서 개발 - 현장 환경에서 신속하고 민감하게 독성 중금속 검출 가능성 열어 ▲ (왼쪽부터) 미국 테라사키 연구소 김민우 박사(제1저자), 성균관대 바이오메카트로닉스학과 김치현 학생(제1저자), 박주형 박사(교신저자), 박진성 교수(교신저자), 메타바이오헬스학과 조원준 학생(공동저자) 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 세계 최초로 진동 장치를 탑재한 휴대용 전기화학 중금속 검출 시스템을 개발해 극소량의 납(Pb2+)과 카드뮴(Cd2+)을 높은 민감도로 검출하는 데 성공했다. 이번 연구는 환경 독성 물질을 신속하게 현장에서 검출할 수 있는 시스템을 제시한 것으로 논문은 센서 분야 최우수 저널 중 하나인 Sensors and Actuators B-Chemical에 지난 10월 24일 게재되었다. 박진성 교수 연구팀은 차별화된 기술로 기존 탄소 전극 위에 그라파이트-비스무스 나노 판을 배치하고 양성자 전도체 나피온(Nafion) 막을 코팅한 후 진동 장치를 추가해 중금속 이온의 검출 신호를 크게 향상시켰다. 진동을 통해 중금속 이온의 확산이 촉진되어 더욱 많은 이온이 전극 표면에 붙게 되며 그 결과 납 이온은 최대 540%, 카드뮴 이온은 511% 검출 효율이 향상하였다. ▲ [연구그림1] 수계 내 납과 카드뮴 검출을 위해 제작된 진동 장치 장착 휴대용 전기화학 시스템의 개략도 이번 연구에서 사용된 차등펄스 양극벗김전압법(DP-ASV)은 중금속이 붙고 떨어지는 과정에서 발생하는 전류와 전위 곡선을 분석하여 금속 종류와 농도를 구별한다. 이를 통해 실험실 환경에서는 납 이온 0.98nM, 카드뮴 이온 1.65nM, 식수에서는 납 4.49nM 및 카드뮴 14.89nM, 토양에서는 각각 0.94nM 및 7.10nM 농도까지 중금속 이온을 동시 검출하는 데 성공했다. 연구팀은 현장 테스트를 위해 금속 제련소를 기점으로 낙동강 상류와 하류에서 물을 채취하여 센서를 이용한 검출 실험을 진행했다. 실험 결과 카드뮴 이온은 검출되지 않았으며, 납 이온은 상류에서 1.66nM, 하류에서는 18.88nM가 검출되었다. 이는 현장에서 사용되는 중금속 분석 장비 ICP-MS가 보여주는 것과 유사한 결과로 본 시스템이 현장 감지 센서로 활용될 수 있는 가능성을 보여준다. ▲ [연구그림2] 낙동강 상류와 하류에서 물을 채취하여 측정한 결과 및 ICP-MS 데이터와의 비교 그래프 박진성 교수는 “기존 연구에서 개발한 센서는 실제 현장에서 여러 이물질로 인해 정확한 측정이 어려웠지만, 이번에 개발한 센서는 실제 환경에서도 중금속을 신속하고 민감하게 검출할 수 있어 새로운 시스템의 기초 기술이 될 가능성이 크다”며 “향후 환경 모니터링과 공공 보건 분야에 적용되기를 기대한다”고 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 바이오의료기술개발사업, 창의·도전연구기반지원사업, Post-Doc. 성장형 공동연구사업과 SMC-SKKU 미래융합연구사업의 지원을 받아 수행되었다.
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- 작성일 2024-11-13
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- [연구] 김형구 교수 공동연구팀, 인공지능으로 생명체의 본능적 행동 규명
- 글로벌바이오메디컬공학과 김형구 교수 공동연구팀, 인공지능으로 생명체의 본능적 행동 규명 - 인공지능 기반 모델로 시상하부 신경의 ‘배고픔’과 ‘식욕’ 원리 밝혀내 ▲ (왼쪽부터) 이영희 박사(서울대학교), 윤종원 석사과정(성균관대학교), 김형구 교수(성균관대학교), 최형진 교수(서울대학교), 김규식 박사과정(서울대학교), (가운데)김유빈 박사과정(서울대학교) 글로벌바이오메디컬공학과 김형구 교수 연구팀(공동 제1저자 윤종원 석사과정)과 서울대학교 최형진 교수 연구팀(공동 제1저자 김규식 박사과정, 이영희 박사, 김유빈 박사과정)은 공동연구를 통해 인공지능을 활용하여 인간의 본능적 심리 상태를 이해할 수 있는 새로운 방법을 제시했다. 신경과학이 발전함에 따라 동물의 다양한 행동을 관찰하는 기술이 진전되었으나 이러한 신경 신호가 어떻게 본능적 심리 상태를 형성하는지에 대한 이해는 여전히 미흡하다. 기존 연구는 시상하부의 특정 신경이 본능적 행동과 연관된다고 밝혔으나 구체적인 역할과 메커니즘은 명확히 규명하기 어려웠다. 이번 연구는 인공지능을 이용해 뇌 시상하부 신경의 기능을 정량적으로 분석함으로써 본능적 심리 상태와 행동의 관계를 명확히 규명한 첫 사례로 평가받고 있다. 연구팀은 새로운 항상성 이론과 인공지능 기반 신경 모델을 결합하여 시상하부의 Agouti-related peptide(AgRP) 신경이 ‘배고픔’을, 렙틴 수용체(LH LepR) 신경이 ‘식욕’을 표상함을 밝혔다. 특히, 시상하부 신경의 활동 패턴을 실험적으로 관찰하고 이를 정교하게 분석함으로써 배고픔과 식욕이 특정 신경 집단의 활동 패턴으로 나타나는 과정을 실험적으로 증명했다. 김형구 교수는 도파민의 역할을 구분하기 위해 개발한 컴퓨터 모델링을 사용해 신경 활성화를 구분하는 방법론을 개발했으며, 이를 바탕으로 서울대 최형진 교수 연구팀의 새로운 항상성 이론을 수식적으로 표현하는 데 성공했다. 김형구 교수는 “이번 연구는 인공지능과 신경과학의 융합을 통해 복잡한 신경 회로의 활동을 정량적으로 분석한 첫 사례로, 생명체의 본능적 행동을 수치적으로 이해하는 데 중요한 전환점이 될 것”이라며 “특히 시상하부 신경의 활동이 어떻게 배고픔과 식욕 같은 본능적 욕구를 조절하는지를 구체적으로 밝힌 점에서 큰 의의가 있다”고 전했다. 서울대 최형진 교수는 “섭섭식 행동 연구 중 시상하부에서 관찰된 신경 반응은 기존 이론으로 설명하기 어려웠다. AgRP 신경은 활성화 시 섭식을 유도하지만, 음식 제공 시 오히려 활성이 감소했고, 반대로 LH LepR 신경은 활성화 시 섭식을 유도하면서도 음식 제공 시 활성이 증가했다”며 “이러한 역설적인 결과를 이해하기 위해 인공지능 모델을 도입했고, 이를 통해 새로운 항상성 이론을 수립할 수 있었다”고 밝혔다. ▲ 인공지능을 활용한 모델링 과정 이번 연구는 섭식 행동을 비롯한 생명체의 생존 필수 행동을 뇌가 어떻게 조절하는지를 이해하는 데 중요한 단서를 제공해 향후 섭식 장애, 비만, 식욕 조절 장애 치료에 새로운 전략을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 인공지능 기술을 신경과학에 접목함으로써 인간의 본능적 행동을 수치화하여 이해할 가능성을 열었으며, 이 접근법은 다른 본능적 행동 및 심리 상태를 규명하는 데에도 유용하게 활용될 전망이다. ▲ 대표 실험 결과. 컴퓨터 모델링을 통해 해당 신경 활성이 어느 심리 요소에 더 가까운지 보여준다. (회색 선: 신경 신호, 빨강 선: 최적의 배고픔 모델, 초록선: 최적의 식욕 모델, 파랑, 주황선: 최적의 대조군 모델) 성균관대 김형구 교수와 서울대 최형진 교수의 공동연구 결과는 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 11월 6일 게재됐다. ※ 논문명: A Normative Framework Dissociates Need and Motivation in Hypothalamic Neurons ※ 저널: Science Advances ※ 논문링크: https://doi.org/10.1126/sciadv.ado1820
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- 작성일 2024-11-13
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- [학생실적] 메타바이오헬스학과 김서영 학생 GC녹십자 연구노트 경진대회 최우수상 수상
- G성균관대와 바이오헬스 분야에 핵심 역량 갖춘 우수 인재 양성 위한 산학협력 프로그램 진행 [보건타임즈] GC녹십자는 지난 22일 성균관대학교(이하 성균관대)에서 ‘연구노트 경진대회’ 시상식을 열고 수상자들에게 장학금을 수여했다고 23일 밝혔다. [사진: 정재욱 GC녹십자 R&D 부문장(왼쪽)과 권대혁 성균관대 생명공학대학장(오른쪽)이 장학금 전달식에서 함께 기념 촬영을 하고 있다.] 이날 시상식에는 권대혁 성균관대 생명공학대학 학장과 정재욱 GC녹십자 R&D 부문장 등 양 기관 관계자들이 참석한 가운데 성균관대 삼성학술정보관에서 진행됐다. 성균관대 차세대 바이오헬스 혁신인재양성사업단 운영위원회 교수진 총 7인이 평가를 맡았으며, 시상식에서 김서영(메타바이오헬스학과) 학생이 최우수상을 수상했다. 이외 5명에게 각각 우수상, 장려상이 돌아갔다. 연구노트는 연구 시작부터 결과물 보고, 발표 또는 지식 재산권 확보 등의 모든 과정과 성과를 기록한 자료를 뜻한다. 연구의 지속성 유지와 연구결과 보호를 위해 쓰이며 논문 발표와 특허 출원 시에는 기초 자료로 활용되기도 한다. 이번 연구노트 경진대회는 GC녹십자가 성균관대와 지난 2023년 8월 인재 양성 및 학술교류를 위한 업무협약을 체결한 후 진행한 프로그램이다. GC녹십자는 산학협력 관계를 기반으로 바이오헬스 분야에서 요구하는 핵심 역량을 갖춘 우수 인재를 발굴하고 글로벌 경쟁력을 강화할 계획이다. 정재욱 GC녹십자 R&D 부문장은 “이번 시상식을 통해 재학생들의 바이오헬스 산업에 대한 높은 관심도를 알 수 있었다”며, “GC녹십자는 앞으로도 연구노트 경진대회를 포함해 바이오헬스 산업 혁신인재 양성을 위한 다양한 프로그램을 지원할 예정”이라고 말했다. 권대혁 성균관대 생명공학대학장은 “GC녹십자와의 산학 협력을 통해 실질적인 연구 성과를 창출하고, 바이오헬스 산업의 핵심인재를 양성할 수 있기를 기대한다”며 “이번 대회를 계기로 양 기관 간 협력이 더욱 강화되기를 바란다.”고 밝혔다.
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- 작성일 2024-11-01
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- [연구] 이원화 교수 연구팀, 호흡기 중증감염의 진단/치료 타겟 단백질 발굴
- 화학과 이원화 교수 연구팀, 호흡기 중증감염의 진단/치료 타겟 단백질 발굴 - 중증 코로나19 환자의 호흡 기능 악화 기전 규명 ▲ (윗줄 왼쪽부터) 성균관대 화학과 이원화 교수, 한국과학기술연구원 김홍남 박사, 한양대학교 생명공학과 박희호 교수 (아랫줄 왼쪽부터) 한국과학기술연구원 김혜림 박사과정, 영남대병원 호흡기내과 안준홍 교수, 서울시립대 생명과학과 김완태 교수 화학과 이원화 교수 연구팀은 한국과학기술연구원, 한양대, 영남대병원, 서울시립대와의 공동연구로 호흡기 중증감염을 악화시키는 TOX* 단백질의 기전을 규명했다. * TOX: Thymocyte selection–associated high-mobility group box, RAGE: Receptor for advanced glycation end-products, ARDS: Acute respiratory distress syndrome 화학과 이원화 교수 연구팀은 코로나 바이러스 감염 이후 중증 질환으로 진행될 때, TOX–RAGE 신호전달 기전이 심각한 혈관 염증과 호흡기 손상을 일으킨다는 것을 동물모델과 3D 혈관 바이오칩을 이용해 밝혔다. 이는 TOX 단백질의 새로운 역할을 규명한 것으로 TOX 단백질은 만성 면역 반응 동안 T 세포 소진에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있었지만, 세포 밖으로의 방출과 리간드로서 기능은 지금까지 보고된 바가 없었다. 연구팀은 SARS-CoV-2 감염으로 방출된 TOX가 세포 표면의 수용체(RAGE)와 결합하여 중증 혈관 염증 반응을 일으키고 광범위한 폐 손상과 호흡 기능 저하를 일으키는 폐 섬유화증과 급성호흡부전 증후군(ARDS)을 유도함을 확인했다. ▲ 호흡기 손상, 폐 섬유화증을 유도하는 TOX-RAGE 신호전달 기전 아울러 연구팀은 혈중 TOX 단백질의 농도가 중증 코로나19 환자의 호흡기 손상 정도와 통계적으로 연관성이 있다고 밝혔다. 이에 감염 잠복기 후 급격하게 중증으로 진행되는 고위험군의 예후 모니터링을 위한 바이오마커로서 가능성을 제시하였고, 연구팀은 후속연구를 통해 중증 감염 질환에 선제 대응할 수 있는 골든타임을 확인할 수 있는 조기 진단 기술로 개발할 계획이다. 또한, 중증 COVID-19의 유망한 치료 타겟으로서 가능성을 검증했다. 중화 항체를 사용하거나 RAGE를 유전적으로 제거한 마우스에서 TOX가 매개하는 염증 반응과 호흡기 손상이 크게 개선되었다. 연구팀은 TOX-RAGE 신호전달 억제를 통한 중증 COVID-19 및 포스트 팬데믹 고위험군 환자들의 중증 악화 예방 및 치료 전략을 제시했다. 이원화 교수는 “고위험군인 고령층, 기저질환 환자들이 바이러스 감염에 의한 중증질환으로 진행되는 면역 저하와 호흡기 손상을 일으키는 새로운 기전을 규명한 것이며, 이는 호흡기 중증 감염을 예방/치료하기 위한 새로운 치료 전략이 될 수 있다.”고 설명했다. ※ 논문제목: The TOX–RAGE axis mediates inflammatory activation and lung injury in severe pulmonary infectious diseases ※ 저널: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) (IF: 11.1) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1073/pnas.2319322121
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- 작성일 2024-11-01
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- [연구] 강종순 교수, 한국형 ARPA-H, 근감소증 치료제 개발을 위한 대규모 컨소시엄 출범
- 한국형 ARPA-H, 근감소증 치료제 개발을 위한 대규모 컨소시엄 출범 ▲ 의학과 강종순 교수 한국형 ARPA-H 프로젝트가 본격적으로 시작되며, 첫 번째로 근감소증 치료제 개발 과제가 최종 선정되었다. 의과대학 강종순 교수가 연구책임자로 이끄는 컨소시엄은 ‘사코피니아 바이오마커 발굴 및 멀티모달 치료제 개발’ 과제를 통해 5년간 총 150억 원의 연구비를 지원받아, 치료제가 없는 근감소증을 위한 혁신적인 멀티모달 치료제와 조기진단용 진단키트, 디지털 치료 기술을 개발할 예정이다. 이번 연구는 현재 개발 중인 후보 치료제의 고도화를 통해 임상 단계로의 진입을 목표로 하며, 신경근육오가노이드 질환 모델을 활용해 차세대 임상시험 플랫폼 개발을 추진할 계획이다. 이 연구에는 산·학·병 7개의 연구기관이 참여하여 근감소증 치료 기술 상용화를 앞당기기 위한 협업이 이루어진다. 성균관대학교 의과대학의 강종순, 김대식 교수, 약학대학의 육심명 교수를 비롯해, 서울아산병원 이승훈 교수, 분당서울대학교병원 임재영 교수, 충남대학교 의과대학 이현승 교수, 숙명여대 약학대학 김세건 교수, 애니머스큐어㈜ 이상진 연구소장, ㈜디파이 윤성준 대표이사가 컨소시엄에 참여한다. 이들은 근감소증 치료제, 진단키트, 디지털 치료 기술의 효율적인 임상 진입을 위해 협력할 계획이다. 연구책임자인 강종순 교수는 근감소증 연구 분야의 권위자로, 10여 년간 노화성 근감소증 치료제 개발에 매진해왔다. 이번 프로젝트를 통해 근감소증 치료 기술의 상용화를 이끌어, 고령화 사회에서 국가적 난제인 노인 돌봄 문제 해결에 기여할 것으로 기대된다. 한국형 ARPA-H 프로젝트는 국가 보건안보 및 필수의료 위기 대응을 목표로 하는 중요한 이정표로, 근감소증 치료 기술 개발은 그 핵심 과제로 선정되었다. 이번 프로젝트는 고령화로 인한 국민 건강 문제를 해결함과 동시에, 글로벌 바이오헬스 산업의 경쟁력을 강화하는 계기가 될 것이다.
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- 작성일 2024-10-31
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- [연구] 이정승 교수, “내 상처 얼마나 나았나..” 의료용 실과 바늘이 실시간으로 체크한다!
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“내 상처 얼마나 나았나..” 의료용 실과 바늘이 실시간으로 체크한다! - 성균관대-DGIST 공동연구팀, 상처 부위의 염증을 실시간으로 모니터링할 수 있는 차세대 생체 전자봉합사 개발 - 기존 의료봉합사의 기능을 그대로 유지하고 염증 상태까지 모니터링해 … 상처 치료 및 관련 의료 분야 발전에 기여 기대 ▲ 성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 이정승 교수(왼쪽)와 DGIST 이재홍 교수(오른쪽) 글로벌바이오메디컬공학과 이정승 교수 연구팀은 DGIST 로봇및기계전자공학과 이재홍 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 상처 부위의 염증 수준 변화를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 전자봉합사를 개발했다. 이 전자봉합사는 다양한 의료 분야에서 상처 관리와 맞춤형 치료에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 상처의 치유 과정은 매우 복잡하며 주변 환경에 큰 영향을 받는다. 부적절한 관리로 인해 치유가 지연되면 상처는 만성화될 수 있으며, 이로 인해 절단, 장애, 심지어 사망에 이를 수도 있다. 특히, 만성 상처의 경우 상태를 지속적으로 정확히 모니터링하고 조기에 감염을 진단하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해 지금까지 다양한 상처 관리 소자가 개발되었지만, 대부분 밴드나 패치 형태였다. 이러한 소자들은 피부 표면의 상처만 진단할 수 있어서, 피부 표층보다 깊은 곳에 위치한 상처의 치유 상태나 염증 상태를 정확하게 평가하는데 한계가 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 인체 내부와 외부 상처의 염증 상태를 장기간 모니터링 할 수 있는 봉합사형 상처 모니터링 시스템을 개발했다. 이 시스템은 일반 의료봉합사처럼 상처를 닫는 역할을 하면서도 동시에 봉합사가 적용된 상처 부위의 염증 상태 변화를 실시간으로 감지할 수 있다. ▲ 상용 의료봉합사와 결합된 형태의 의료용 생체 전자봉합사 시스템. 일반 의료 봉합 절차를 통해 원하는 부위에 섬유형 센서를 쉽고 안정적으로 고정시킬 수 있음. 기존의 의료봉합사는 상처를 닫는 역할만 수행했다. 반면, 이번에 개발된 전자봉합사는 상처의 염증 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 기능을 추가하여, 의료 현장에서 더 효과적인 상처 관리를 가능하게 한다. 이 전자봉합사는 상처 부위의 염증 상태를 실시간으로 감지하여 적절한 치료를 받을 수 있도록 돕는다. 또한, 감염 상태를 조기에 감지하여 치료 시기를 놓치지 않도록 하여 상처 회복을 촉진할 수 있다. ▲ 생체 전자봉합사의 효용성을 입증하기 위한 Ex-vivo 평가. 인공 피부 및 다양한 pH level을 가지는 돼지고기에 봉합된 생체 전자봉합사. 연구팀은 “이번 연구를 통해 봉합사형 체내삽입 전자소자 기술이 실제 의료 현장에서 활용될 가능성이 높아졌다” 며 “전자봉합사 개발 뿐만 아니라 다양한 형태의 생체 신호를 측정할 수 있는 인체 삽입형 헬스케어 기기 분야에 대한 후속 연구를 적극 진행할 것”이라고 밝혔다. ▲ 생체 전자봉합사의 동물 모델 평가를 통한 상처 부위의 회복 과정 정량 평가 연구팀의 연구결과는 7월 17일(수) 재료 과학 분야 저명 국제학술지인 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials, IF: 18.5)에 게재되었으며, 범부처전주기의료기기연구개발사업단의 범부처전주기의료기기 개발사업, 과학기술정보통신부의 우수신진연구자사업, 기초연구실사업, 바이오의료기술개발사업의 지원을 받아 수행되었다. ○ 관련 언론보도 - "상처 치료 실시간 체크"…DGIST 등 연구팀, 전자봉합사 개발 <연합뉴스, 2024.07.30.> - DGIST-성균관대, 차세대 생체 전자봉합사 개발 <전자신문, 2024.07.30.> - 상처 꿰맨 전자실로 염증 실시간 확인 <조선비즈, 2024.07.30.> - 내 상처 얼마나 나았나…의료용 실·바늘이 실시간 체크한다 <머니투데이, 2024.07.30.> - "상처 얼마나 나았을까"…상처 봉합과 동시에 염증 실시간 감지 <디지털타임스, 2024.07.30.> - “내 상처 얼마나 나았나”…의료용 실·바늘로 실시간 확인 <데일리안, 2024.07.30.> - “상처 얼마나 나았나”… 의료용 실·바늘로 실시간 확인한다 <세계일보, 2024.07.30.> - 상처 얼마나 나았나.. 의료용 실과 바늘이 실시간으로 체크? <이웃집과학자, 2024.07.30.> - 상처 부위 염증 실시간으로 확인 '생체 전자봉합사' 개발
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- 작성일 2024-10-31
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- [연구] 김훈 교수, 난치암 연구 도전, 재발과 전이암에서 대규모 ecDNA 발견
- 난치암 연구 도전, 재발과 전이암에서 대규모 ecDNA 발견 - 약학과 김훈 교수 연구팀, 네이처 자매지 Nature Genetics에 연구성과 발표 암의 재발 및 전이 과정에서 ‘ecDNA가 중요한 역할을 한다’는 연구 결과가 약학과 김훈 교수 연구팀과 미국 예일대학교 의과대학의 Roel Verhaak 교수 연구팀에 의해 밝혀졌다. 이 연구는 전이암에서 ecDNA(염색체외 원형 DNA)*가 암의 확산을 돕는 핵심 요소임을 대규모로 규명한 것이다. * ecDNA: Extrachromosomal DNA, 암세포의 확산을 촉진하는 염색체 외부의 원형 DNA ecDNA는 다양한 종양 유전자를 포함한 원형 DNA로 멘델의 유전 법칙을 따르지 않으며 종양의 이질성을 크게 증가시키고 유전자 발현을 증폭시키는 역할을 한다. 연구진은 2018년과 2020년 교모세포종을 포함한 난치암에서 ecDNA가 높은 비율로 발견된다는 선행 연구 결과*를 Nature Genetics에 발표한 바 있다. * Nature Genetics 2018, Nature Genetics 2020 이번 연구에서는 원발암뿐만 아니라 전이암도 포함하여 9,000명 이상의 환자 정보를 활용해 대규모 전장유전체 빅데이터를 클라우드 컴퓨팅 기술로 분석하였다. 그 결과 원발암보다 전이암에서 ecDNA가 더 많이 존재한다는 사실을 세계 최초로 확인하였다. 연구팀은 화학치료 후 전이가 발생한 환자들이 다수의 ecDNA를 보유하고 있음을 발견하였고 이로 인해 치료 저항성 과정에서 ecDNA의 역할이 존재함을 확인했다. 또한, 다수의 암 재발 및 전이가 이루어진 환자의 종양 조직에서 ecDNA가 보존되는 양상이 확인되었으며, 이를 통해 ecDNA가 암의 재발 및 전이 과정에서 중요한 구동자(Driver)로서의 가능성을 제시하였다. ▲ 암종 별 ecDNA 보유 비율 ecDNA 연구는 암의 진행 및 전이 과정에서 암세포가 유리한 환경을 조성하는 메커니즘을 밝히고 있으며 난치암 극복의 핵심 분야로 떠오르고 있다. 특히, 선진국 주요 연구기관에서도 이 분야의 중요성을 인식해 대규모 연구를 선도적으로 추진 중이며 앞으로 ecDNA가 난치암 치료의 중요한 기전으로 주목받을 것으로 기대된다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 STEAM 연구사업의 지원을 받아 진행되었다. 연구 결과는 Nature 자매지인 Nature Genetics에 10월 14일 온라인으로 게재되었다. ※ 논문명: Mapping extrachromosomal DNA amplifications during cancer progression ※ 저널: Nature Genetics(IF: 31.7) ※ 논문링크: https://www.nature.com/articles/s41588-024-01949-7
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- 작성일 2024-10-31
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