● 2023 심포지엄의 배경과 테마 선정 과정 혹은 관련 에피소드 (신경과 이은재 교수)

2023년 중개의과학연구단 신경과학 심포지엄의 테마는 “Translational neuroscience: From human to model”이었다. 임상의학과 기초의학을 중개하기 위해서는 인간의 질병을 과학의 언어로 환원시키는 과정이 필요하다. 그 때 꼭 필요한 것이 실험모델이다. 중개연구에서 가장 중요한 부분이다. 

신경과학 분야의 실험모델은 다른 분야에 비해 더 까다롭다. 뇌라는 장기가 원체 복잡한데다, 뇌질환 형질(phenotype) 역시 인지기능, 사회성, 정서, 감각, 운동기능 등 다양하게 나타나 쥐를 이용해 그 현상을 담아내기 쉽지 않기 때문이다. 세포수준에서 살펴보는 것도 마찬가지다. 일례로 현재 뇌질환 기전 연구를 위해 널리 사용되고 있는 신경세포 모델은 뇌의 중요한 구조인 뇌-혈관장벽을 구현하지 못해 제한점을 가진다. 

그럼에도 불구하고 뇌와 뇌질환을 모델링하려는 노력은 계속되고 있다. 이번 심포지엄에서는 신경과학 영역에서 활발하게 이뤄지고 있는 그런 노력들을 소개하고자 했다. 특히 단순한 유전자 낙아웃(knockout) 모델 개념이 아닌 다양한 접근 방법을 다루고자 했다. 발달성 뇌질환과 종양성 뇌질환에서 뇌내 체세포변이(brain somatic mutation) 개념을 소개했으며, 퇴행성 뇌질환에서 혈액이 일종의 “pathogen”으로서 뇌의 기능을 변화시킬 수 있다는 최신 가설을 소개하였다. 아울러 요즘 관심이 뜨거운 3차원 신경모델인 뇌 오가노이드(brain organoid)도 소개하였다

● 연자에 대한 간단한 소개

첫 강의를 맡은 김자혜 소아청소년과 교수는 서울아산병원 중개의과학연구단의 대표 연구자다. 충북의대 졸업 후 본원 어린이병원 소아청소년과 전공의와 임상강사 과정을 거쳐 한양대 구리병원에서 임상조교수로 재직하던 중 중개의과학에 뜻을 품고 한국과학기술원 의과학대학원에서 박사과정을 마쳤다. 현재 소아내분비대사과에서 유전정보를 이용한 중개연구를 활발하게 진행 중이다. 이번 심포지엄에서는 박사 학위기간 동안 연구했던, focal cortical dysplasia에서 brain somatic mutation을 분석한 내용을 발표하였다(Detection of low level brain somatic mutations in focal cortical dysplasia). 

이정호 KAIST 의과학대학원 교수는 국내외에서 가장 활발히 중개연구를 수행하고 있는 연구자다. 연세의대와 동대학원 약리학 박사 졸업 후 UCSD에서 Department of Neuroscience and Genomic Medicine에서 박사후연구원 과정을 보냈다. 치매(dementia), 자폐(autism), 조현병(schizophrenia) 등 여러 뇌신경질환에서 brain somatic mutation의 중요성을 연구하고 있으며, 특히 뇌종양과 뇌전증(epilepsy) 영역의 연구는 선도적이다. 2018년에는 소바젠(SoVarGen)이라는 기업을 창업하여 연구 결과의 임상적용에도 앞장서고 있다. 이번 심포지엄에서는 brain somatic mutation의 전반적인 개념과 함께 glioblastoma에서의 연구결과를 강의하였다(Brain somatic mosaicism and molecular evolution of glioblastoma). 

윤기준 KAIST 생명과학과 교수는 epitranscriptomics와 brain organoids를 연구를 이끄는 발달생물학자이다. 포항공대 생명과학과 학사와 유전학 박사 졸업 후 존스홉킨스(Johns Hopkins Univ) 신경과 세포공학연구소(Institute of Cell Engineering)에서 박사후연구원 과정을 마치고 연구교수로 재직했다. 뇌의 발달과정과 관련질환 기전을 다양한 모델을 가지고 성공적으로 연구해 왔다. 최근에는 환자의 역분화줄기세포를 이용한 brain organoid 연구를 선도적으로 수행하고 있어, 이번 심포지엄에서 관련 내용 소개를 부탁드렸다(Engineering brain organoids: toward mature neural circuitry with intact cytoarchitecture). 

필자 역시 서울아산병원 중개의과학연구단 소속으로 여러 연구를 수행하고 있다. 뇌질환 환자의 혈액을 이용한 연구를 많이 하고 있으며 1) 주로 뇌 내 변화를 모니터링하고 예측하는 바이오마커로서 혈액을 연구하고 있으나, 2) 혈액이 뇌 기능을 변화시킬 수 있지 않을까 하는 가설에 대한 연구도 같이 수행하고 있다. 최근 젊은 피를 수혈하면 노화된 뇌가 다시 젊어질 수 있는 내용의 연구와 맥을 같이 하는 연구주제다. 이번 심포지엄에서는 이 연구내용을 소개하였다(Human blood-induced synaptic dysfunction in the mouse brain).  

● 그 외 하고 싶은 이야기

국내 의료 환경에서 중개의학이라는 기치를 내걸고 만들어가는 것이 쉽지만은 않을텐데, 우리 병원과 연구원은 선도적으로 중개의과학 연구단을 구성해서 그 이름을 딴 심포지엄을 매년 개최하고 있다. 대한민국에서 서울아산병원이 이런 가치를 이끌어가고 있다는 점에서 자부심을 가지고, 본원의 리더십과 환경이라 가능하다는 생각에 감사함을 느낀다. 마지막으로 이번 심포지엄의 성공적인 개최 뿐 아니라 중개의과학 연구단을 위해 항상 도와주시는 김종재 원장님, 이주용 소장님, 그리고 홍석찬 단장님께 감사드린다

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● 2023 심포지엄의 배경과 테마 선정 과정 혹은 관련 에피소드 (종양내과 김형돈 교수)

이번 심포지움에서 암관련 section을 맡아 구성을 하게 되었다. 최근에 종양학 분야에서는 종양-유전체학과 종양-면역학의 비약적인 발전으로 임상검체를 이용한 분석이 활발해지고, 그 결과가 임상영역에 직간접적으로 적용이 되고 있다.
이런 관점에서 면역학과 유전체학을 같이 다룰 수 있는 연자들을 섭외하고자 하였다. 

심포지엄 구성 관련 에피소드로는 일찍이 섭외 되었던 외부 연자분께서 갑자기 강의를 하실 수 없는 상황이 발생하였다. 이에 급하게 다른 연자분을 수소문하였는데, 정말 감사하게도 연세의대 조현수 교수님께서 흔쾌히 강의를 수락해주시면서 문제 없이 심포지엄 프로그램을 구성할 수 있었다. 

● 연자에 대한 간단한 소개

먼저 첫번째 연자이셨던 서울약대 서형석 교수님의 경우 제가 대학원생활 때 여러 학회 발표로 잘 알고 있던 분이었고, 서형석 교수님께서 Lo Jolla Institute of Immunology로 post-doc으로 계실 때에도 지속적으로 소통하던 분이었다. 기초, 중개 면역학에 강점을 가지고 계셔서 서울약대에 부임하셨다는 소식을 듣고 우리 병원의 여러 팀과의 향후 collaboration을 위해서 초빙을 하게 되었는데, 섭외 당일에 post-doc 이후에 글로벌제약사에서 CAR-T 치료 관련 1년간 연구를 하셨고, 서울약대로 부임하신 이후에도 후속 연구들을 진행 중이라는 사실을 알게 되었다. CAR-T 치료는 림프종 및 혈액암에서는 임상 적용이 시작되었을 뿐 아니라, 고형암에서도 적용을 위한 연구가 활발히 진행 중이어서, 이번 강의를 계기로 우리병원의 여러 팀과의 협업이 이어졌으면 좋겠다. 

두번째 연자이셨던 삼성서울병원 이정민 교수님은 유방암에서의 radiogenomics에 대한 강의를 해주셨고, 최근 유전체 시퀀싱이 발전하고 시퀀싱 비용이 상대적으로 저렴해지면서 종양학에서의 임상적용이 점점 더 넓어지고 있다. Radiogenomics는 상대적으로 생소한 개념이었는데, 유전체학적인 특징이 종양의 morphology에 반영되고 그것이 영상의학적인 소견과도 연결될 수 있음을 바탕으로 하는 새로운 학문 분야이다. 향후 유방암 뿐만 아니라 폐암, 간암 등의 여러 분야에서도 적용될 수 있어서 뜻 깊은 강의가 되었다.

세번째 강의는 제가 하였고, 성공적인 간암2상 임상시험에서 체계적으로 취득된 임상검체를 바탕으로 single cell sequencing을 시행하여 면역학적인 특성이 임상경과와 연관된다는 내용으로 발표하였다. 지난 20년간 우리나라의 임상시험의 비약적인 발전은 우수한 시스템과 인력을 바탕으로 한 많은 환자 등록을 위주로 이어졌다면, 향후 임상시험은 translational research를 동반한 바이오마커 발굴 및 환자 선정, 내성 기전의 규명 등과 함께 이루어질 것이다. 이런 관점에서 향후 우리병원이 임상시험과 중개연구를 잘 엮을 수 있다면 연구 역량이 더 발전할 수 있다고 생각한다.

마지막 연자였던 연세의대 혈액내과 조현수 교수님께서는 다발골수종에서 체계적으로 취득한 임상 검체를 바탕으로 다발 골수종에서 면역회피 기전에 관여하는 타겟을 발굴하고 이를 검증한 연구를 소개해 주셨다. 다발 골수종에서 새로운 finding을 찾아낸 부분 이외에도 토요일까지 진료를 하는 많은 임상부담 속에서도 어렵게 연구를 하는 중에서도 기초, 중개 연구를 해야하는 필요성을 설명해주셨다는 점에서 매우 교훈적인 강의였다.

● 그 외 하고 싶은 이야기

서울아산병원 중개의과학 연구단에서는 기초의학을 전문적으로 공부하시고, 임상진료를 하시는 여러 교수님들이 자유로운 분위기에서 이끌어가는 집단이다. 많은 임상 진료의 부담 속에서도 훌륭한 연구를 수행하시는 교수님들을 보면서 많은 점들을 배우고 있고, 앞으로 더 발전적인 분위기 속에서 중개연구를 수행할 수 있도록 더욱 열심히 하겠다.