연구실 개요

   한국생명공학연구원은 국가 생명과학기술, 산업 발전 및 사회 현안 해결을 위하여 다양한 연구 조직으로 구성이 되어있습니다. 그 중 선천성면역시스템 연구팀은 국가아젠다부 환경질환연구센터에 소속된 그룹으로 호흡기 조직 손상에 따른 선천성면역세포 (Macrophage, Neutrophil)의 특성 및 기능 변화 연구를 진행하고 있습니다. 최근 연구팀에서는 조직 환경 변화에 따른 면역세포의 기능 및 유형 변화가 감염, 조직 손상 그리고 종양 발생에 미치는 영향 및 제어 기전을 분석하여 선천성면역세포 기반 치료제 개발을 목표로 연구를 새롭게 진행하고 있습니다.

주요연구 내용

   생체 내 조직 환경의 변화는 조건, 시간 그리고 구성 세포 사이의 네트워크의 변화를 중심으로 생각을 해 볼 수 있습니다. 생명 현상에서 발견되는 모든 기전들이 특정 신호전달 기전을 활성화 시키는 인자 (조건)에 노출되는 시간에 따라 조직 내 구성 세포간의 신호 전달을 통하여 이루어 진다는 공통점을 가지고 있습니다. 이러한 공통점은 생명현상에 대한 다양한 질문과 관점들이 단순한 기본 원리를 공유하고 있다는 사실을 알려주는 동시에, 최근 융합 및 공동 연구라는 키워드가 왜 중요한지 설명해 주는 개념이라고 생각이 됩니다. 그래서 저희 연구팀은 조건, 시간 그리고 네트워크라는 키워드를 가지고 선천성면역시스템을 이해하기 위한 연구를 진행하고 있습니다.

1. 조건 (Condition)
   생체 내 조직 환경의 변화 중 조건에 대한 연구로는 세균 감염 모델 연구를 진행하고 있습니다. 세균 감염에서 대식세포(Macrophage)와 호중구세포(Neutrophil)의 기능은 세균의 제거 및 지속성/재발성 세균 감염 제어에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 특히 세균의 면역 회피 기능은 대식세포 및 호중구세포의 대식작용 (Phagocytosis)과 밀접한 관련이 있습니다. 최근 저희 연구팀은 대식세포의 대식 작용의 ROS/pH 조절 기전은 대식세포 안에서 세균이 생존하는데 중요하다는 사실을 발견하였고, 이러한 결과를 바탕으로 대식세포 안에서 생존하는 세균은 다양한 유전적 변이가 발생하게 되어 항생제 및 면역 회피 특성을 획득할 수 있다는 가설을 세우고 실험을 진행하고 있습니다. 또한 세균 감염을 경험한 조건에서 선천성면역세포가 세균 감염에 대한 반응을 기억하고 추가적인 감염 시 효율적으로 표적 세균을 제거하고 제어할 수 있는 Trained immunity에 대한 연구를 대식세포 중심으로 진행하고 있습니다.

2. 시간 (Time)
   생체 내 조직 환경 변화 중 시간에 대한 연구로는 두 가지 실험 모델을 가지고 연구를 진행하고있습니다. 첫 번째 모델은 노화 마우스 모델에서 선천성면역세포의 기능 변화 연구 입니다. 저희 연구팀의 실험 결과에 따르면, 노화 마우스 모델에서 대식세포 및 호중구세포의 기능 저하가 노인성 감염 및 조직 손상에서 중요한 역할을 하고 있다는 사실을 발견할 수 있었습니다. 이러한 기능 변화에 따른 표적 기전을 분석하기 위하여 RNAseq 결과를 바탕으로 확인한 조절 인자들에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 두 번째 모델은 개인적으로 핵심 연구주제로 실험하고 있는 노화호중구세포 (Aged Neutrophil)모델입니다. 일반적으로 호중구세포는 짧은 생존 주기를 가지고 있다고 알려져 있습니다. 하지만 최근 연구에 따르면 특정 조건에서 생존 주기가 길어진 노화호중구세포가 존재할 수 있고, 이러한 호중구세포는 세균 감염을 제어하는데 중요하지만 지속적으로 존재할 경우 조직에 손상을 줄 수 있다고 보고되어 있기 때문에 노화호중구세포의 제어 기전에 중요한 조절 인자를 발굴 및 기전을 연구하고 있습니다.

3. 네트워크 (Network)
   생체 내 조직 환경 변화의 마지막 개념으로 네트워크에 대한 연구는 세 가지 주제로 공동 연구를 진행하고 있습니다. 첫번째 연구는 감염 및 노화에 따른 선천성 면역세포의 유형 및 분포의 변화가 주변 세포와의 Immune circuits 조절 기전을 통하여 감염, 조직 손상 그리고 암 전이에 미치는 영향 및 제어 기전 연구를 하고 있습니다. 두번째 연구는 선천성 면역세포에서 생성되는 대사 물질이 조직내 세포간 신호를 전달하는 메신저로 작용할 수 있는지 가설을 세우고 대사 조절 기전 변화에 따른 대사체 분석을 통하여 관련 가설을 증명하기 위한 연구를 진행하고 있습니다. 세번째 연구는 다중 장기 손상 모델로 특정 조직의 손상에 따른 다발적인 조직 손상이 유도될 수 있는지 실험 동물 모델을 구축하여 생체 내 장기 손상에 따른 cross-talk 연구를 진행하고 있습니다.

새로운 관점에서 생명 현상을 이해하기 위해 저희 연구팀은 다양한 가설 수립 및 실험을 시도 해보고 있습니다. 많은 실패 속에서도 하나하나 실험 조건을 확립해 가면서 생체 내 선천성면역세포가 다른 세포와 어떻게 대화를 하고 자신의 모습 및 행동을 변화시킬 수 있는지 또 이러한 관계의 변화가 질환의 발병과 치료에서 얼마나 중요한 부분으로 생각해 볼 수 있는지 답을 찾기 위해 오늘도 흥미로운 연구 주제로 실험을 하고 있습니다.

[연구실 단체 사진 및 구성원 이름]

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