[과학 산책] 박지호 교수님

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< 박지호 교수님 >

‘과학 산책’ 시리즈는 교수님과의 인터뷰를 통해 바이오및뇌공학과의 다양한 연구 분야를 알아보는 시간입니다. 이번에는 박지호 교수님을 모시고 인터뷰를 진행하였습니다.

Q1. 생체재료 분야에서 활발한 연구를 진행하고 계시는데, 구체적으로 어떤 연구를 진행하고 계시는 지 소개 부탁드립니다.

우리 연구실은 생체재료 분야, 그중에서도 약물 전달을 중점적으로 연구하고 있습니다. 약물을 보다 효율적으로 전달하기 위해 생체나노재료를 활용한 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 구체적으로 말씀드리면, 최근 mRNA 백신이 기존의 전통적인 백신을 대체하는 모습을 많이 보셨을 겁니다. 이 백신은 지질나노입자라는 생체나노재료를 이용하여mRNA를 체내에 주입해 바이러스에 대한 항원을 몸 안에서 직접 발현시키는 원리로 작동합니다. 최근에 우리 연구실에서도 이와 비슷한 방식으로 생체나노재료를 이용하여 유전자를 생체 내로 전달해 다양한 질병을 치료하는 연구를 진행하고 있습니다. 한마디로 유전자 치료제 개발에 중점을 두고 연구하고 있다고 보시면 됩니다.

Q2. 연구 분야와 관련하여 올해 ‘항암 세포치료제의 항암 치료 효과를 체내에서 구현할 수 있는 mRNA 치료제 개발’, ‘폐질환 흡입 mRNA 치료를 위한 지질나노복합체 개발’ 등의 성과를 내셨는데요, 간략한 소개 부탁드립니다.

먼저 폐질환 흡입 mRNA 치료를 위한 지질나노복합체에 대해 말씀드리겠습니다. 폐질환 치료는 흡입 요법을 통해 이루어지는 경우가 많습니다. 네뷸라이저라는 장비를 사용해 약물이 포함된 수증기를 흡입하면, 이 수증기가 폐로 전달되는 방식입니다. 그런데 이 수분을 증기로 변환하는 과정에서 발생하는 기계적 스트레스로 인해 약물 전달에 사용되는 생체재료가 손상되는 현상을 저희가 관찰했습니다. 특히, mRNA 백신에 사용되는 지질나노입자의 경우, 이러한 과정에서 효율이 크게 떨어졌습니다. 이 문제를 해결하기 위해, 저희 연구팀은 다양한 지질 조합을 활용해 네뷸라이저의 스트레스를 견딜 수 있는 안정성을 가지면서 폐 내로 mRNA를 효율적으로 전달할 수 있는 흡입형 지질나노복합체를 개발했습니다. 두 번째로 소개할 항암 세포치료제를 체내에서 구현하는 mRNA 치료제는, 간단히 말해 현재 임상에서 승인된 항암 세포 치료제를 구현하는데 있어 환자로부터 세포 추출 과정 없이 체내에서 직접 작동하게 만든 치료제입니다. T-세포 치료법이라고 불리는 이 방식은 환자의 암 조직에서 T 세포를 추출한 후 실험실에서 증식시켜 다시 환자에게 주입하는 절차를 거칩니다. 그러나 저희의 mRNA 치료제는 이러한 복잡한 과정을 생략하고, mRNA를 종양 내로 주입하여 종양 내 세포 표면에 특정 단백질을 발현시킴으로써 T 세포가 종양 내에서 직접 증식하게 합니다. 동시에 이 기술은 종양 세포에 대한 T 세포의 표적 능력을 강화하여 보다 효과적인 항암 치료를 가능하게 합니다.

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< 그림1 흡입 유전자 치료를 위한 지질나노복합체에 대한 모식도 >

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< 그림2 항암 세포치료제를 체내에서 구현하는 mRNA 치료제에 대한 모식도 >

Q3. 이렇게 훌륭한 연구 성과 뒤에는 교수님의 훌륭한 연구 철학이 있을 것 같은데요, 이와 관련해서 말씀을 부탁드립니다. 더불어, 연구에 대한 아이디어나 통찰력을 얻는 교수님만의 노하우가 있으신지 궁금합니다.

저희 연구실은 기존 기술을 단순히 개선하는 것보다, 아무도 시도하지 않은 새로운 아이디어를 탐구하는 데 중점을 두고 있습니다. 이러한 접근 방식은 ‘세계 최초’의 연구를 지향하는 저의 연구 철학과 맞닿아 있습니다. 또한, 저는 새로운 아이디어를 얻기 위해 의학 및 생물학 분야의 학회에 자주 참석합니다. 학회에서 발표를 들으며 최신 생물학적 발견이나 의학적 요구 사항을 접하게 되고, 이를 통해 얻은 통찰을 제가 가진 지식과 융합해 새로운 연구 방향을 모색하고 있습니다.

Q4. 교수님께서 생각하시는 생체 재료 분야에서 아직 해결되지 않은(해결 해야 할) 연구가 있다면, 어떤 것일까요?

현재 모든 약물 치료 분야에서 피할 수 없는 문제로 ‘부작용’을 꼽을 수 있습니다. 대부분의 질병은 약물을 통해 효과적으로 치료할 수 있지만, 항상 부작용이 뒤따르는 점이 아쉬운 부분입니다. 이론적으로 우리가 원하는 약물을 정확히 목표 조직에 100% 전달할 수 있다면 부작용은 발생하지 않을 것입니다. 하지만 현실적으로 이는 쉽지 않기 때문에 부작용이 생기는 것이죠. 저희 연구실은 이러한 문제를 해결하기 위해 약물의 표적 전달 효율을 높이는 데 많은 노력을 기울이고 있습니다.

Q5. 이 연구실에 지원하고자 하는 학부생들에게 해주실 말씀이 있으신가요? 학생을 보실 때 중요하게 생각하시는 부분이 있으신가요?

가장 먼저, 연구 분야에 대한 관심과 열정이 무엇보다 중요하다고 생각합니다. 연구는 꾸준한 노력과 인내를 필요로 하기 때문에, 스스로 흥미를 느끼고 즐길 수 있는 태도가 큰 역할을 합니다. 또한, 저희 연구실은 약물 전달 분야를 중심으로 연구를 진행하기 때문에, 학부 시절에 기본적인 기초 지식을 쌓아두는 것이 필요합니다. 특히 저는 면역학 수업을 듣고 오는 것을 학부생들에게 권장합니다. 면역학을 통해 우리 몸이 질병을 어떻게 인식하고 치료하는지, 그리고 어떤 세포들이 어떤 역할을 하는지를 이해하게 되면, 이후 약물 전달 연구를 진행하는 데 큰 도움이 됩니다. 마지막으로, 처음 학생을 만났을 때 바로 보이진 않지만, 성실성과 진실성도 매우 중요하다고 생각합니다. 제 연구 경험상, 성실하고 진심을 다해 연구에 임하다 보면 반드시 그에 대한 보상이 따르게 됩니다. 꾸준한 노력과 책임감이 좋은 연구 결과로 이어지는 것은 물론, 연구자로서 성장하는 데도 큰 밑거름이 됩니다.

Q6. 실험을 하는 연구실인데, 학생들이 실험에서 어려움을 겪고 있을 때 자주 해주시는 조언이나 격려의 방향이 있으신가요?

저도 학생 시절에 연구원으로서 일을 해본 경험이 있어서, 연구가 잘 풀리지 않거나 원하는 결과가 나오지 않을 때의 답답함과 어려움을 잘 이해합니다. 하지만 그런 좌절의 순간들 속에서도 분명히 얻을 수 있는 교훈이 있다고 믿습니다. 실패와 어려움은 연구 과정의 필연적인 일부이며, 이를 통해 문제 해결 능력과 창의적인 사고를 키울 수 있습니다. 저는 학생들에게 항상 너무 낙담하지 말라고 이야기합니다. 지금 겪고 있는 어려움은 오히려 더 나은 결과로 가기 위한 과정이라고 생각하고, 이를 극복했을 때 더 큰 성취감과 보람을 느낄 수 있을 거라고 격려합니다. 연구는 단순히 결과를 얻는 것뿐만 아니라, 그 과정에서 배우는 것들도 소중한 자산이 되니까요.

Q7. 그동안 학생들에게 꿈이 무엇인지는 많이 물어봐도, 교수님께 꿈을 여쭤볼 기회가 없었던 것 같습니다. 연구자로서 꿈 혹은, 최종 목표가 있으신가요?

교수가 된 이후, 제 연구의 궁극적인 목표는 제가 개발한 기술이 실제 환자에게 사용되어 도움이 되는 모습을 보는 것입니다. 제가 개발한 기술이 질병 치료에 기여하여 많은 환자들을 살릴 수 있기를 바랍니다.

Q8. 마지막으로 학생들에게 한 말씀 부탁드립니다.

우리 학과는 바이오와 엔지니어링을 동시에 접하면서, 두 분야의 교차점에서 새로운 것을 개발하는 독특한 기회를 제공합니다. 그래서 여러분은 다른 사람들이 할 수 없는 두 분야의 접점에서 일을 하게 될 것이고, 그 자체로 큰 자부심을 가져야 합니다. 결국, 앞으로 헬스케어 기술을 크게 발전시키는 데 중요한 역할을 하게 될 거라고 믿습니다.