화학공학과 방석호 교수의 세포 및 조직공학 연구실은 질병이나 사고에 의해 손상된 장기와 조직을 회복시키는 것에 목표를 두고 활발한 연구를 이어 가고 있다. 우수 논문과 다수의 특허 출원 등의 성과를 보이며 연구 활동을 하고 있는 세포 및 조직공학 연구실을 인터뷰했다.

Q. 세포 및 조직공학 연구실을 소개해 주세요.

세포 및 조직공학 연구실(Laboratory for Cell and Tissue Engineering)은 화학공학과 방석호 교수님을 중심으로 1명의 박사후연구원, 5명의 박사과정 학생 및 5명의 석사과정 학생으로 구성되어 있습니다. 연구실에서는 성체 유래 줄기세포 및 다양한 조직 유래 세포를 이용해 질병이나 사고에 의한 장기 및 조직의 손상을 회복시키거나 기능 향상을 목적으로 하는 연구를 진행하고 있습니다. 이 목적을 달성하기 위해 여러 종류의 줄기세포를 연구하거나 세포에 다양한 처리를 통해 세포 본연의 능력 향상을 도모합니다. 세포의 유전자, 단백질 등의 발현 변화 확인 이후 실제 실험 동물에게 적용하여 이를 검증하기도 합니다.

Q. 세포 및 조직공학 연구실의 대표적인 연구 활동은 무엇인가요?

세포 및 조직공학 연구실은 조직공학의 세 개의 요소 중 하나인 세포를 이용해 뇌경색, 심근경색 등으로 대표되는 허혈성 질환 치료 연구를 주로 진행하고 있습니다. 줄기세포에 나노 입자, 고분자, 하이드로겔, 저준위 광 조사, 물리 자극 도입 등 여러 처리를 거친 후 기존에 보고된 세포 기반 치료제와 비교해 치료 효능이 향상되면서 안전성이 우수한 세포 엔지니어링을 연구하고 있습니다. 최근에는 음파 기반 세포 부유 배양 시스템을 개발하여 단시간 내에 3차원 세포 응집체 형성 및 기능의 향상을 연구하고 있습니다. 손상된 조직에 작용하는 면역 반응에 대해 줄기세포의 면역 억제 기능을 향상시켜 염증 반응의 억제와 조직의 복구를 연구하고 있습니다. 그 외에도 엔지니어링 된 줄기세포의 나노베지클 연구, 노화 억제 연구, 근육 감소증 억제 연구, 배양육 연구 등 세포를 활용한 다양한 연구를 진행하고 있습니다.

Q. 연구는 어떤 과정과 방법을 통해 진행되나요?

우리 연구실에 입학하게 되면 박사과정 선배들에게 자유로운 분위기 속에서 연구에 필요한 기본적인 지식을 풍부하고 자세히 배우게 됩니다. 이후 학생 개개인의 흥미에 맞춰 연구를 진행하게 되는데, 진행되는 대부분의 연구는 다른 연구실과의 공동연구로 진행됩니다. 기본 연구 이론과 방법론에 대한 이해와 기술 습득 과정을 마치게 되면 학생들 각자의 흥미에 맞는 주제를 선정한 이후 지도 교수님들과 학생들이 함께 여러 번의 회의를 통해 실질적인 연구의 방향을 결정합니다. 연구가 진행되는 동안에도 교수님과 지속적인 회의를 통해 조언과 지도를 받을 수 있습니다.

실험적으로는 크게 시험관 내 연구(in vitro)와 생체 내(in vivo) 단계로 나눌 수 있습니다. 시험관 내 연구 단계에서는 세포의 사멸, 유전자 및 단백질 발현 등 질환 치유 및 손상조직 수복 가능성에 대해 검증하게 됩니다. 시험관 내 연구에서 충분한 개연성이 확보된 연구 주제들은 이후 생체 내 검증 단계를 통해 동물 모델에 적용하여 실질적인 치유 효과를 검증함으로써 마무리됩니다. 동물 모델은 특정 질환의 모델링부터 조직학, 분자 생리학적 기전 분석 등 전반적인 과정을 연구실에서 자체적으로 분석하고 있습니다.

Q. 연구실에서 이루어진 연구들은 어떻게 활용되나요?

연구실에서 이루어진 대부분의 연구는 논문으로 출판됩니다. 기존 기술에 비해 신규성이 뚜렷하고 연구 결과가 우수하다면 특허 출원을 진행하게 됩니다. 방석호 교수님은 현재 170편 이상의 SCIE 급 논문을 출판하셨으며, 연구실에서는 매년 10편 이상의 훌륭한 논문을 상당수 JCR top 10% 이내 저널에 게재하는 등의 성과를 거두고 있습니다. 특허도 매년 2~3건을 출원하고 있으며, 현재를 기준으로 등록된 특허도 상당수 존재합니다. 인간 유래 줄기세포를 연구하는 우리 연구실의 특성으로 종종 특정 약물 등 특정 개발 대상의 독성도 평가, 약물 효능 평가 등의 실용적인 연구도 진행합니다.

Q. 세포 및 조직공학 연구실만의 자랑거리가 있다면 무엇인가요?

우리 연구실의 가장 큰 장점은 수평적이고 자율적인 연구실 환경입니다. 지도 교수인 방석호 교수님은 권위적이지 않고 항상 학생들을 배려해 주시고 편하게 대해 주십니다. 학생이 원하는 시간에 상담이나 연구 미팅을 진행해 주십니다. 연구 주제에 대해서도 지속적인 제안을 해주시고 학생들의 연구 테마 제안에도 항상 지원해 주십니다. 출퇴근 시간을 강요하지 않으셔서 학생들이 자율적으로 출퇴근 할 수 있어 개인의 일정에 맞게 탄력적으로 연구를 진행할 수 있습니다.

지도 교수님의 성향에 영향을 받아 학생들 사이에도 수직적인 분위기가 아닌 수평적이고 자율적인 분위기가 조성돼 있습니다. 이 덕에 우리 연구실에서는 탁월한 인재들을 배출했습니다. 강원대학교 교수임용 외에 박사 졸업생들은 하버드 의과대학, 스탠퍼드 약학대학, 한국과학기술연구원을 포함한 다양한 국내외 우수기관에서 연구 활동을 이어 가고 있으며 현재까지 석사 졸업생 전원이 삼성 바이오로직스와 바이오에피스에 취업하여 핵심 인력으로 활동하고 있습니다.

Q. 연구실에 들어가기 위해 필요한 능력이나 자격이 있나요? 어떤 학생이 연구실에 오면 좋을까요?

세포 및 조직공학 연구실은 지원을 희망하는 학생들에게 특별한 자격이나 능력을 요구하지 않습니다. 학부 수준의 바이오 관련 지식이나 실험 경력이 있다면 큰 도움이 될 것으로 생각됩니다. 대신 수평적이고 자율적인 분위기의 연구실 특성상 상식적인 예의와 매너, 서로에 대한 존중은 필수적이라 생각됩니다. 개인적인 스케줄 관리와 학업에 대한 열정이 우수하다면 세포 및 조직공학 연구실에 더욱 적합할 것 같습니다.

Q. 연구원을 꿈꾸는 학생들에게 한마디 부탁드립니다.

다른 사람과 자신을 비교하지 않고 자신의 삶을 꾸준하게 살아가는 것이 어느 일을 하든 적합한 인생의 자세일 것입니다. 이러한 자세는 특히 연구에서 더욱 필요하다고 생각합니다. 연구 개발이 정답은 정해져 있지 않고 상대적인 것이다 보니 어떤 연구가 더 훌륭한 연구인지 어떤 연구가 더 우수한 연구인지에 대한 기준은 없습니다. 따라서 당장 본인의 연구 성과가 가시적이지 않고 뛰어나지 않다고 하더라도 연구를 꾸준히 진행해 가다 보면 미래에는 훌륭한 연구자가 될 수 있을 것입니다. 주변과 자신을 비교하지 않고 자신만의 연구를 성실히 진행해 나가는 것이 가장 중요하다고 생각합니다.

▶︎ 연구실 홈페이지: https://partsweb.skku.edu/~sukhobhang/main/index.php