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한준혁
한준혁(Jun-Hyeok Han) 저자 이메일 보기
고려대학교, 성균관대학교
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  CV updated 2022-06-14 15:04
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Combination of Metal-Phenolic Network-Based Immunoactive Nanoparticles and Bipolar Irreversible Electroporation for Effective Cancer Immunotherapy

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

면역 항암 치료법은 면역체계를 활성화시켜 암세포와 싸우게 하는 암 치료법으로 1세대 화학항암제, 2세대 표적항암제에 이은 3세대 항암 치료법입니다. 면역 항암 치료법은 기존 항암치료법과 비교하여 암 환자의 장기간 생존과 암의 재발, 전이에 효과를 보입니다. 하지만 면역 항암 치료법에 따른 과도한 생체 내 면역 활성으로 인한 부작용을 유발할 수 있습니다. 또한 환자 및 종양에 따라 면역 항암치료제에 대한 치료 효능이 천차만별이므로 이를 극복할 수 있는 다양한 병용 치료 전략이 개발되고 있습니다. 면역세포의 효과적인 활성화를 위하여 다양한 생체재료가 사용되고 있습니다. 특히 나노입자에 기반한 면역증강제를 이용하여 면역세포를 활성화시키는 연구가 활발히 진행되고 있습니다.

특정 금속 이온은 면역세포의 활성화를 조절할 수 있다고 알려져 있습니다. 저희는 우선 다양한 금속 이온을 면역세포에 처리하여 활성화 정도를 파악했습니다. 가장 우수한 면역활성 효과를 보인 망간(Mn)과 폴리페놀의 일종인 탄닌산(tannic acid)을 이용하여 면역활성 나노입자를 개발하였습니다. 그렇게 제조된 면역활성 나노입자 표면에 CpG 올리고 핵산을 비공유결합을 통해 부착하여 면역세포의 활성을 증강시켰습니다.

비가역적 전기천공법(irreversible electroporation, IRE)은 펄스 전기장을 이용하여 암세포의 세포막에 나노미터 크기를 갖는 영구적인 공극을 형성해 암세포의 사멸을 유도하는 종양 절제술의 일종입니다. 최근 비가역적 전기천공법는 암세포에서 손상-연관 분자패턴(damage-associated molecular pattern, DAMP)의 발현을 통해 면역원성세포사멸(immunogenic cell death, ICD)를 유도하고 종양 내 침투된 호중성 과립구를 증가시켜 면역 항암 치료의 효과를 향상시킬 수 있다고 보고된 바 있습니다.

이번 연구에서 면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용치료는 종양 성장을 효과적으로 억제했으며 생존율을 크게 향상시켰습니다. 흥미롭게도 비가역적 전기천공법은 암세포의 사멸과 대식세포의 투과를 증진시켰습니다. 이는 비가역적 전기천공법에 의해 종양내 침윤된 대식세포가 나노입자에 의해 활성화되어 보다 효과적인 면역 항암 치료능을 유도하였음을 의미합니다.

본 연구를 통해 향후 다양한 금속 이온을 함유한 면역활성 나노입자가 차세대 면역항암 치료제로 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 또한 면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용치료에 기반한 고효율 면역 세포 활성화 기술은 다양한 난치성 종양치료에 응용 가능성이 클 것으로 내다보고 있습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

본 연구는 성균관대학교 융합생명공학과 첨단바이오의약품전달 연구실 박우람 교수님 지도하에 수행되었습니다. 저희 연구실은 유무기 나노입자를 이용하여 면역활성물질 전달, 유전자 전달, 생체이미징, 항암제 전달, 의료기기, 및 병용치료 개발 등 다학제적 분야의 연구를 수행하고 있습니다.

저희 연구실에서는 다양한 재료를 이용한 합성실험부터 세포실험, 동물실험까지 다양한 실험을 배울 수 있습니다. 또한 교수님의 지도하에 자신이 진행하고 있는 분야의 최신 연구동향과 진행하고 있는 연구를 비교하면서 끊임없이 발전할 수 있는 연구실입니다.
[성균관대 첨단바이오의약품전달 연구실: https://wparklab.weebly.com]

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

대학원생 생활을 시작하고 제 자신이 연구자로서 역량이 정말 미흡하고 배울 것이 많다고 느껴집니다. 주변의 정말 많은 교수님들과 선후배님들의 도움과 건설적인 비판으로 연구자의 길을 한걸음 씩 앞으로 나아가고 있다고 생각됩니다. 연구를 진행하면서 생각보다 많은 실패를 겪고 좌절할 때가 있지만 자신을 믿고 끝까지 포기하지 않는다면 좋은 결과를 얻을 수 있는 것 같습니다.

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

아직 박사 과정을 진행중이며 저보다 더 훌륭한 연구자들이 많아 저의 말이 조언이 될지 모르겠습니다만, 좋은 연구에 대한 제 소견을 말씀드리겠습니다. 대부분의 좋은 연구는 많은 좋은 실패를 통해 탄생한다고 생각합니다. 학위 과정동안 좋은 실패를 하기 위해서는 미리 예측할 수 있는 실패나 실수를 피하는 것이 중요합니다. 또한 좋은 실패를 교수님을 비롯한 연구실 인원들과 교류함으로써 다른 사람들의 좋은 실패를 타산지석으로 삼고 자신의 연구에도 적용시켜 보는 것도 중요하다고 생각합니다. 향후 대학원을 선택한 후배님들 또한 많은 실패를 겪을 것이라 생각됩니다. 많은 실패 중 어떤 것이 좋은 실패인지 면밀히 살펴가면서 좌절하지 않고 좋은 연구를 하는 대학원생이 되시길 응원하겠습니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

이번 논문을 통하여 비가역적 전기천공법과 나노입자의 병용치료가 왜 종양치료에 효과적인가에 대한 과학적 이유를 찾은 것 같습니다. 이를 확장하여 병용치료를 위한 보다 혁신적인 나노입자 개발을 하고자 합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

먼저 저를 한 명의 연구자로 만들기 위해 정말 많은 노력을 다해주신 박우람 교수님께 이 자리를 빌려 감사하다고 말씀드리고 싶습니다. 교수님께서 항상 저를 믿어 주시고 잘 지도해주신 덕분에 이번 연구를 잘 마무리할 수 있었습니다. 연구를 진행함에 있어 도움을 주신 김익환 교수님, 한동근 교수님, 박천권 교수님, 박정훈 박사님, 그리고 강전민 선생님께도 감사드립니다. 또 이 연구의 시작부터 같이 새벽까지 실험하고 실험결과에 대해 고민해준 하은이에게 고맙다는 말 전하고 싶습니다. 그 밖에도 제 연구를 위해 도와주신 많은 분들께 감사드립니다.

마지막으로 항상 저의 선택을 믿고 응원해주시는 부모님과 형 감사하고 사랑합니다. 아빠 교장선생님으로 승진된 것 다시 한번 축하드려요!

#Metal-Phenolic Network #Irrversible Electroporation #Cancer Immunotherapy
Category: Nanobio, Immunology, Cancer Biology/Oncology
등록일 2022-06-22
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