[연구실소개]

상기도 폐쇄 질환 연구실 (Obstructive Upper airway Research Laboratory)


신현우 교수 (의과학과/약리학교실, charlie@snu.ac.kr)

안녕하세요. 상기도 폐쇄 질환 연구실의 신현우입니다. 이렇게 지면을 통해 연구실을 소개드릴 수 있게 되어 영광입니다. 우리 연구실은 서울대학교 의과대학 융합관 5층과 삼성 암연구소 6층 두 곳에 위치하고 있으며, 방문 교수 1명, 박사후연구원 2명, 대학원생 3명, 인턴학생 3명이 함께 연구하고 있습니다. 

1. 연구 내용 소개 : “연구 주제의 선택과 집중”

상기도 폐쇄 질환의 병인의 규명과 새로운 진단 및 치료 방법을 고안하기 위한 연구를 수행하고 있습니다. 특히 대표적인 상기도 폐쇄 질환인 코폴립을 동반한 만성 부비동염 (Chronic Rhinosinusitis with Nasal Polyps)과 폐쇄성 수면 무호흡증 (Obstructive Sleep Apnea, OSA)에 관심을 가지고 있습니다.

 이질성 (heterogeneity)이 매우 높은 질환인 만성 부비동염을 이해하기 위한 내재형 (endotype) 분석
 만성 부비동염 환자에서 흔히 동반되는 코 폴립에서의 비점막(nasal mucosa)의 재형성(remodeling) 기전 규명을 통한 새로운 치료법 탐색
 수면 무호흡증의 조기진단과 효과적인 추적 검사를 위한 생체표지자(biomarker) 발굴
 수면 무호흡증 환자에서 발생하는 간헐적 저산소증(intermittent hypoxia)에 의한 암의 전이 및 진행 기전 연구

2. 우리 연구실의 특징 : “할 수 있는 연구 보다는 해야 하는 연구를”

중개연구 (translational research)를 진행하여 기초와 임상의 거리를 좁히고자 노력하고 있습니다. 의료 현장에서의 미충족 수요 (clinical unmet needs)를 해결하기 위한 연구에 집중하고 있으며, 이를 위해 기초는 물론 임상 연구자 간의 협력 관계를 중시하고 있습니다. 때로는 물리나 화학 등 자연과학 분야의 연구자 분들의 도움을 받고, 때로는 여러 의료기관의 임상 의사 분들과 함께 하기도 합니다. 만성 부비동염 연구를 위해서는 주로 비강 조직, 비강 세척액, 비강 분비물, 혈액 등을 이용하며, 수면무호흡증 연구를 위해서는 소변, 타액 등과 같은 환자 샘플과 저산소 동물 모델을 활용합니다. 시간과 노력이 많이 들더라도 ‘할 수 있는 연구’보다는 ‘해야 하는 연구’에 우선을 두고, 실험실 구성원들 모두가 같이 성장해 나가는 과정에 힘을 쏟고 있습니다. 

3. 연구 방법 : “해야 하는 연구라면 어떤 방법이라도”

1) 인체 유래물을 이용한 Multi-Omics 분석
다양한 내재형을 밝히기 위해 여러 오믹스 (omics)를 사용하여 만성 부비동염 환자와 정상인의 비강 분비물 등을 분석합니다. 차세대 염기서열 분석 (NGS)을 이용해 비강 내의 박테리아 조성을 확인하는 범유전체학 (metagenomics)과 질량분석기 (mass spectrometry)를 이용한 단백체학 (proteomics), 대사체학 (metabolomics)을 진행하고 있습니다. 또한 수면 무호흡증 환자의 소변과 타액을 이용하여 대사체 진단 마커를 탐색하고 있습니다.

2) 인체 유래 세포 실험과 iPSCs-derived Organoids 연구
만성 부비동염의 세포 수준의 기전을 확인하기 위해 환자 비강 조직에서 상피 세포를 분리한 후 Air-liquid interface (ALI) 기법을 사용하여 상피세포를 분화시켜, ex vivo 연구에 활용합니다. 최근에는 유도만능줄기세포(iPSCs)를 이용한 기도 오가노이드 배양을 연구에 접목하고 있습니다.

3) 간헐적 저산소 동물모델 실험
수면 무호흡증을 연구하기 위해 쥐를 간헐적 저산소 환경에 노출시켜 저산소 생체 표지자 발굴 및 암의 전이를 포함한 다양한 합병증의 기전을 연구하고 있습니다.

4. 교내 연구실 벤처회사 : “주식회사 아워랩 (OUaR LaB, Inc)”

연구 자체가 주는 즐거움도 무척 크지만 연구 결과가 진료 현장의 변화를 이끌어 낼 수 있을 때, 의학 연구가 비로소 빛을 볼 수 있다는 생각을 해왔습니다. 그럼에도 연구와 교육, 그리고 진료라는 빠듯한 일상에서 창업은 두려움을 넘어 고르기 매우 어려운 선택지였습니다. 다행히 학교와 병원 그리고 정부의 다양한 지원 덕분에 수면무호흡증 환자의 치료에 사용되는 구강내장치의 단점을 보완한 차세대 하악전진장치를 개발하였고, 조만간 시장에 선보일 수 있을 거라 생각합니다.  진료실에서의 아이디어가 연구실에서 가능성을 증명하고, 회사에서 상용화 되어 다시 진료 현장에서 활용되는 밸류 체인을 꿈꾸어 봅니다.

5. 구성원 단체 사진


<상기도 폐쇄 질환 연구실 구성원 사진>