vol. 6 연세대학교 의과대학 2024.3 Vol. 6 뉴스레터 입니다

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나민석 교수 이비인후과학교실

_ 상기도 염증성 질환의 면역병리 기전 규명하는 연구 중점적으로 _ 상기도 점막 면역반응에 대한 포괄적인 이해 위해 노력 단일세포 수준의 다중오믹스 분석 등 최신 기법 적극적으로 활용 제가 속한 연구실은 진료 현장에서 수집한 환자유래 검체와 임상메타데이터를 적극적으로 활용하고, in vitro/in vivo 실험 및 생명정보학(bioinformatics) 분석 등을 통한 중개면역학 연구를 수행하고 있습니다. 특히 만성 비부비동염, 알레르기 비염 등의 상기도 염증성 질환의 면역병리 기전을 규명하는 연구를 중점적으로 진행중입니다. 혈액, 점막 조직, 코 분비물(nasal secretion), 코 스왑(nasal swab) 등 다양한 종류의 검체를 다각도로 프로세싱해 실험하면서, 단일세포 수준의 다중오믹스(multi-omics) 분석 같은 최신 기법을 적극적으로 활용하여 난치성 질환의 원인이 될 수 있는 병적 세포 아형과 그들의 상호작용을 규명함으로써 새로운 치료 표적 또는 바이오마커(biomarker)를 발굴하고자 합니다. 또한 비강 마이크로바이옴과 점막 면역의 상호작용에 대해 관심을 가지고 연구하고 있습니다. 아울러 마이크로바이옴-유래 치료제 또는 바이오마커 개발을 위해서도 노력 중입니다. 이러한 연구를 통해 완치가 어려운 만성 상기도 염증성 질환에 대한 새로운 치료 패러다임을 구축할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. (이미지 : 셔터스톡) 또한 COVID-19 팬데믹 이후로 최근 사람 상기도의 점막 면역반응에 대한 관심은 크게 늘어난 반면, 안타깝게도 상대적으로 연구는 많지 않아 여전히 모르는 부분이 많습니다. 이와 같은 현실 위에 저희 연구실은 사람 상기도 점막에 상주하는 조직상주 면역세포와 편도 및 아데노이드 등의 상기도 면역조직의 특성을 다층적으로 파악하고 상세한 면역지도를 구축하는 프로젝트를 수행하고 있습니다. 동시에 SARS-CoV-2, 인플루엔자 바이러스와 같은 호흡기 바이러스에 대한 상기도 점막 면역반응을 세밀하게 분석하는 연구를 하고 있습니다. 상기도 점막면역에 대한 포괄적인 이해는 외부 호흡기 병원체의 위협에서 우리 몸을 보호하는 예방 및 치료 전략의 기반 지식이 될 것이라 생각합니다. 호흡기 점막면역 또는 상기도 염증성 질환 분야에서 협업 기대 현재 KAIST 의과학대학원, 서울대학교 유전체의학연구소 같은 외부 기관과 공동연구를 진행하고 있습니다. 저와 저희 연구실은 이제 막 시작하는 단계이기 때문에, 다양한 협업을 희망하고 있습니다. 호흡기 점막면역 또는 상기도 염증성 질환 등에 관심 있는 교수님들과 함께 최선을 다해 협업하며 좋은 연구를 하고 싶습니다. 기초과학, 의생명정보학, 인공지능 등 여러 분야에서 활동하시는 교수님들과 협업한다면 시너지 효과를 낼 수 있을 것이라 기대됩니다. 아울러 궁극적으로는 실제 환자에게 도움이 되는 진단 기법 또는 치료제 개발을 위해, 공학 분야 또는 약물 개발과 관련된 분야와의 협업도 진행할 수 있기를 희망하고 있습니다. 앞으로도 환자들을 괴롭히는 코 질환과 호흡기 바이러스 감염병에 대한 연구를 꾸준히 해나갈 계획입니다. 중개면역학 연구를 통해 학문적 기반을 마련하고, 새로운 진단법 및 치료법을 개발할 수 있도록 노력할 예정입니다. 특히 면역/염증성 질환은 병태생리가 복잡한 경우가 많아서 실제 환자에 적용하기까지 난관이 아직 많습니다. 따라서 연구 결과를 치료 전략으로 발전시키기 위해 많은 노력이 필요할 것으로 생각되며, 이에 다양한 분야의 연구자와 논의하고 협업하고 싶습니다. 나민석 교수 | 연세의대를 졸업하고 세브란스병원에서 인턴 및 이비인후과 전공의를 수료했다. 동대학원에서 2017년 석사학위, 2020년 한국과학기술원(KAIST) 의과학대학원에서 기초면역학으로 이학박사 학위를 받았다. 이후 연세의대 이비인후과학교실에서 비과 임상강사를 마친 후 의생명과학부/이비인후과학교실 중개연구조교수로 근무하면서 중개연구를 수행해왔다. 주 연구 분야는 호흡기 점막의 면역학 연구로, 호흡기 바이러스 감염, 만성 상기도 염증성 질환, 그리고 알레르기 질환에 대한 병인 기전 규명 및 치료전략 수립 등이다. 주요 진료 분야는 비부비동염, 알레르기 비염, 비부비동 종양, 수면무호흡증, 후각장애다. 현재 이비인후과학교실 조교수로 일하고 있다. 사진 : 연세대학교 의과대학ⓒ

윤보경 교수 미생물학교실

_ 면역, 대사, 오믹스 분석을 키워드로 한 연구주제에 관심 _ 면역세포에 의해 조절되는 암의 악성도에 대해 연구할 터 오믹스 분석으로 연구 분야 확장 박사과정 동안 암대사를 연구했습니다. 암세포는 대사적으로 불리한 환경에서 생존하기 위해 주변 세포들과의 긴밀한 교류를 통해 대사 물질을 획득합니다. 이를 이해하기 위해 단세포 전사체 분석을 진행하고자 했고, 이를 위해 이전까지 주로 실험실에서 실험을 수행했던 저는 오믹스 분석을 공부하기 시작했습니다. 암세포는 생존하기 위해 교과서적인 대사 경로를 역행하는 등 다소 예외적인 특성을 가지고 있습니다. 이를 이해하기 위해 여러 상황에서 세포 내 대사체 비교와 안정 동위원소로 표지된 탄소 에너지원을 사용해 대사물질의 근원을 찾는 Targeted metabolomics 실험을 진행했습니다. 주로 실험을 하며 연구를 진행하던 중에 오믹스 데이터 분석을 공부하게 되었습니다. 처음에는 서버 이용이나 데이터 품질 관리 등으로 어려움을 겪었지만, 생물학에서 필요한 분석법들을 하나씩 학습하면서 점점 흥미를 느끼게 되었습니다. 그 결과, 단세포 전사체 분석이나 공간전사체 분석, 대사체 분석 같은 오믹스 분석을 자유롭게 수행할 수 있게 되었고, 이를 기존의 실험실 실험 결과와 시너지를 이루며 프로젝트를 성공적으로 이끌 수 있었습니다. (이미지 : 셔터스톡) 암세포의 악성도 조절되는 기전 연구에 관심 여러 분석 도구를 사용할 수 있게 되면서 팬데믹 기간에는 코로나 백신 부작용으로 심근염을 겪은 환자의 혈액에서 말초혈액단핵세포의 단세포 전사체 분석을 통해 이들의 단핵구의 특정 경로가 활성화되어 있다는 것을 밝혔습니다. 이 과정들을 통해 면역, 대사, 오믹스 분석을 키워드로 한 연구주제에 관심이 생겼습니다. 또 종양 내 여러 세포들이 대사적 상호작용을 하며 종양미세환경을 만들고, 이것이 면역세포의 활성을 조절하는 기전 혹은 면역세포의 대사과정에 의해 암세포의 악성도가 조절되는 기전에 대해 연구하고자 합니다. 아울러 세포들의 유기적 연결을 다각도로 살펴보고 면역세포의 기능 조절을 통한 질병 해결을 위해 노력하고자 합니다. 의사과학자로서 기초와 임상을 연결하는 중개의학을 지향합니다. 연세의료원은 풍부한 임상 데이터를 보유하고 있습니다. 임상 데이터를 해석할 수 있는 의학지식을 바탕으로 한 통찰력, 그리고 상황에 맞는 데이터 분석력 및 실험적 검증력을 갖춘 연구자가 되기 위해 노력해왔습니다. 저는 tool-based 연구를 많이 해왔는데 이런 면이 다른 분야와의 협업에서는 오히려 강점이 된다고 생각합니다. 저를 이 자리까지 이끌어준 연세의대와 지도교수님을 포함한 많은 분들에게 보답하고자 합니다. 질병으로 고통받는 많은 사람들에게 도움이 될 수 있는 연구를 하기 위해 정진할 것입니다. 윤보경 교수 | 학부생으로 Johns Hopkins University에서 Biomedical engineering을 전공했고 이후 연세의대 의학전문대학원에 진학, 석산의과학자육성사업 장학생으로 선발되어 MD-PhD 과정을 시작했다. 생화학·분자생물학교실 김재우 교수 아래서 기초 전공의-강사 과정을 마치고 3월부터 미생물학교실 전임교원으로 일하고 있다. 사진 : 연세대학교 의과대학ⓒ

은나래 교수 영상의학교실

_ 액와 림프절 전이의 영상 진단 정확도 높이기 위한 방법 연구중 _ 유방암에서의 항암치료 반응과 예후 예측에 기계 학습 접목 관심 분야는 유방암의 액와 전이 림프절 유방 및 갑상선 영상의학 전문가로서 정확한 진단과 함께 치료 및 예후 예측에 도움이 되는 연구를 진행하고자 합니다. 현재 가장 관심을 가지고 있는 분야는 유방암의 액와 전이 림프절의 영상 분야입니다. 유방암의 림프절 전이를 시사하는 초음파와 자기공명 영상의 소견들이 있지만, 아직은 진단의 정확도가 낮은 실정입니다. 이는 환자의 액와 림프절 수술 후 림프부종이나 신경손상 같은 합병증을 증가시키는 원인이 되고 있습니다. 그래서 영상의학에서 액와 림프절 전이의 영상 진단 정확도를 높이기 위한 방법에 대해 연구를 진행하고 있습니다. 유방암에서의 항암치료 반응과 예후 예측에 기계 학습(Machine learning)을 접목시킨 연구를 진행했으며, 이것이 기존의 영상, 그리고 임상적 평가보다 뛰어난 진단 성적을 보여준다는 것을 확인했습니다. 이를 바탕으로 향후 유방암의 림프절 영상에 있어서도 인공지능(Artificial intelligence)을 접목한 여러 연구들을 진행하고자 합니다. (이미지 : 셔터스톡) 영상의학적 바이오마커 찾기 위한 영상유전학 연구에도 관심 아울러 유방암의 치료 반응과 예후 예측에 있어 필요한 영상의학적 바이오마커 연구를 수행하고자 합니다. 유방암은 다양한 아형과 예후를 보이는 암으로서 환자마다 치료 방법 및 반응이 각기 다릅니다. 이를 예측하기 위해 유전체 분석 같은 검사 역시 시행하고 있습니다. 아직 시도해보지는 않았지만 유전체 분석을 대체할 만한 영상의학적 바이오마커를 찾기 위하여 영상 소견과 유전체 검사와의 관련성을 분석하여 영상유전학(Radiogenomics) 연구를 진행하고 싶습니다. 갑상선암 분야에 있어서는 갑상선암의 영상 소견에 따른 예후 예측에 관심이 있습니다. 비록 갑상선암이 예후가 좋은 편이나 자주 재발하거나 전이가 발생하는 환자들이 생각보다 많습니다. 영상 소견을 통해 수술 후 재발이나 후속 조치에 대해 안내를 해줄 수 있는 영상의학적 바이오마커에 대해 알아보고 싶습니다. 존경하는 여러 과 교수들님들과 협업 희망 이 연구들을 위해 의학공학 전문가 및 유방외과, 갑상선외과, 종양내과, 병리과, 진단검사의학과 등 여러 과와의 협업을 희망하고 있습니다. 이외에도 유방암과 갑상선암의 진단 및 치료 방향에 대해 공부하고 전공인 영상의학 분야를 어떻게 적용할 수 있을지 고민하고 있습니다. 연세의대 여러 교수님들이 유방, 갑상선 환자의 진단과 치료를 위해 애쓰시는 모습에 늘 존경심을 느끼고 있습니다. 이러한 노력에 함께할 수 있도록 영상의학자로서의 역할에 최선을 다하겠습니다. 은나래 교수 | 강남세브란스병원 영상의학과 유방갑상선 파트에서 유방암과 갑상선암, 그리고 다양한 유방 질환과 갑상선 질환을 담당하고 있다. 2009년 연세의대를 졸업한 후 2018년부터 강남세브란스병원 영상의학과 임상조교수로 근무하고, 2024년 3월부터는 조교수로 일하고 있다. 사진 : 연세대학교 의과대학ⓒ

김나영 교수 재활의학교실

_ 노화로 인한 신체 기능의 평가와 모니터링, 개선 위한 재활치료 등에 관심 _ 뇌신경 활성화 위한 뇌자극 치료와 관련한 연구 뇌신경 재활, 퇴행성 뇌질환 환자들의 재활을 위하여 재활의학이란 중추 및 말초 신경, 근골격계 질환 혹은 손상 등에 의해 신체 기능이 저하된 환자를 진단하고 치료하는 분야입니다. 최근에는 이미 신체 기능이 저하된 환자뿐 아니라 기능이 저하될 것으로 예상되는 상황을 예측하고 예방하는 방향으로 그 영역을 확장하고 있습니다. 또한 재활의학은 ‘기능 회복’을 신체적 관점뿐만 아니라, 정신적 및 사회적 관점에서 접근해 전인적인 진단, 평가 및 치료를 통해 기능을 최대한 증진시키는 의학 분야입니다. 재활의학의 분야는 다양합니다. 뇌신경재활, 척수손상, 근골격계 재활, 전기진단의학, 소아재활, 의지 및 보조기학, 물리의학, 심장호흡재활, 암재활 등 다양한 영역에 걸쳐 있습니다. 제가 주로 만나는 환자는 뇌신경 재활을 전문으로 뇌졸중, 외상성 뇌손상 환자뿐만 아니라 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환 환자들입니다. 또한 뇌신경계 질환의 가장 큰 위험 인자 중 하나인 노화로 인한 신체적 기능의 평가와 모니터링, 개선을 위한 재활치료 등에도 큰 관심을 갖고 있습니다. 로봇 이용한 재활치료, 뇌신경 활성화 위한 뇌자극 치료가 주 관심 분야 뇌신경 재활은 수십 년간 많은 발전이 이루어진 분야인 것은 분명합니다. 신경 회복을 촉진하고자 하는 새로운 시도들이 이어지는 가운데, COVID-19 팬데믹 기간을 거치면서 새로운 국면을 맞고 있습니다. 기존의 로봇, 가상현실, 뇌자극치료 등 신기술을 재활치료에 접목하려는 노력뿐만 아니라, 비대면 진료 및 재택 치료에 대한 관심이 매우 커지면서 다양한 분야와 협업이 이루어지고 있습니다. (이미지 : 셔터스톡) 제가 주로 연구하고 있는 분야는 크게 두 가지입니다. 첫 번째는 디지털 기기 혹은 로봇을 이용한 재활치료 및 신체 기능 모니터링과 관련된 연구이고, 두 번째는 뇌신경 활성화를 위한 뇌자극 치료와 관련한 연구입니다. 각종 디지털 기기 및 센서 기술이 발전하면서, 이전에는 고가의 특수 장비 및 특별한 공간이 있어야만 가능했던 운동 분석 및 모니터링이 일상 생활에서 스마트폰과 간단한 센서만으로도 가능해지고 있습니다. 그러나 이것을 실제로 임상에서 활용하기까지는 기기의 안전성, 측정 결과의 신뢰성, 전통적인 지표와의 연관성 등 검증되어야 하는 부분이 아직 많습니다. 용인세브란스병원은 원내 음영지역 없이 5G와 wifi 네트워크가 구축되어 있는 병원입니다. 즉 다양한 장비에서 무선 신호를 수집해 임상 데이터와 연계하기에 더할 나위없이 좋은 환경을 갖추고 있다는 뜻입니다. 저는 용인세브란스병원 개원 초기부터 실시간 위치추적 시스템이나 스마트 깔창 등 웨어러블 센서를 활용해 원내에서 환자의 움직임을 추적하고 이를 통해 기능적 상태를 평가하거나 예측하는 시도들을 지속해왔습니다. 일례로, 퇴행성 뇌질환 환자의 장기적인 보행패턴 변화 추적, 무릎 관절염 환자의 수술 전후 보행패턴 비교 연구 등을 진행하고 있습니다. 아울러 재택에서 착용형 보행보조 로봇을 이용해 보행 재활을 시행하는 연구도 진행하고 있습니다. 뇌자극 치료와 관련해서도 새로운 적응증을 모색할 뿐만 아니라 기기를 보다 간편하게 사용하고 원격으로 모니터링할 수 있는 방법을 연구하고 있습니다. 뇌졸중 환자에서 운동 기능 회복을 위한 뇌자극 치료의 효과는 어느 정도 근거가 마련되었으나, 신경병성 통증, 인지장애, 언어장애 등의 분야에서는 근거가 모호한 부분이 많습니다. 그래서 퇴행성 뇌질환 환자에 적용했을 때 기대되는 효과에 대해서는 아직 연구가 부족한 실정입니다. 또한 반복적 경두개자기자극술의 경우에는 장비가 비싸고 부피가 커서 치료를 위해서는 환자가 반드시 병원에 나와야 하는 여러 한계를 갖고 있습니다. 저는 비교적 비용이 저렴하고 사용이 간편한 경두개직류자극술을 활용해 뇌졸중 혹은 퇴행성 뇌질환 환자에서 나타나는 다양한 증상들에 대한 새로운 치료방법의 근거를 마련하고, 기존의 치료방법이 갖는 한계를 극복할 방안을 모색하고 있습니다. 신경과, 정신건강의학과 등 원내에서 다학제간 협업을 통한 연구뿐만 아니라, 삼성서울병원, 서울대병원 등과 함께 다기관 연구도 진행중입니다. 거의 모든 임상과와 협업 가능 재활의학의 특성상 적용 분야가 매우 다양하며, 거의 모든 임상과와 협업이 가능합니다. 그래서 로봇, 웨어러블센서, 모바일 기기 등을 활용한 다양한 연구가 가능할 것으로 생각됩니다. 열린 마음으로 여러 교수님들과의 협업을 기대하고 있습니다. 김나영 교수 | 연세의대와 대학원 의학과를 졸업했으며, Harvard extension school 데이터 사이언스 전문가 과정을 마쳤다. 주 진료분야는 뇌신경 재활을 전문으로 뇌졸중, 외상성 뇌손상 환자뿐만 아니라 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환 환자도 진료하고 있다. 세브란스병원 임상조교수 및 미국 하버드의과대학 신경과교실 연구강사를 거쳐 현재 용인세브란스병원 조교수로 일하고 있다. 사진 : 연세대학교 의과대학ⓒ