세계적인 첨단 연구기술을 바탕으로 생체방어에 대한 체계적인 연구 수행

가장 대표적인 생체방어 시스템인 점액생성세포는 호흡기 및 소화기, 생식기, 안구에 존재하는 표면 상피세포와 점막하 분비세포로 이 상피세포들은 여러 이온과 단백이 함유된 점액을 생성하고 분비하면서 외부에서 침입한 병원균 및 자극원으로부터 생체를 보호하는 역할을 하고 있다. 하지만 이러한 점액생성조절의 불균형이 발생하면 호흡기, 소화기 질환의 발병원인으로 작용하게 되는데, 특히 우리나라의 경우 국민보건 비용 지출의 1, 2위를 차지할 정도로 호흡기질환과 소화기질환으로 인한 진료건수가 높아 호흡기와 소화기계의 방어시스템에 대한 연구가 시급한 상황이다.
이에 윤주헌 교수팀은 이러한 사회적 배경과 함께 이를 체계적으로 연구할 수 있는 기초연구센터의 설립의 중요성함을 인지하고 지난 2007년 9월 과학재단으로부터 ‘생체방어 연구센터’라는 이름으로 설립된 이후 다양한 생체방어에 대한 연구를 수행하며, 괄목할 만한 결과를 도출하고 있다.


   
▲ 생체방어우수센터는 분자적 표적인 점액, 수용체, 이온 통로, 분비시스템 등 선천면역의 특성을 결정짓는 중요 분자적 요소에 대한 연구를 통해 상피세포, 염증세포 등을 포함한 선천면역 구성요소가 과 활성화 되거나 억제되는 현상을 조절하여 관련 인간 질환의 치료법을 개발하고 있다.
우리 몸을 지키는 선천면역 기전 연구에 주력
인체유래 상피세포의 배양법 등 세계적으로 연구경쟁력 있는 첨단 연구기술과 지식을 확보하고 있는 생체방어 우수연구센터(www.rchnds.org/윤주헌 센터장)는 11명의 교내 연구진과 3명의 외부 연구진이 총 2개의 총괄 과제를 12개의 세부 과제로 분류해 일차 생체방어시스템에 대한 연구를 진행해 오고 있는데, 특히 중요 인체장기인 호흡기계와 소화기계의 점막상피 방어 기전을 규명하여 이에 근거한 제어 기술을 개발하는 것을 목표로 하고 있다.
제1총괄과제(책임자:이민구)는 7개의 세부과제로 구성되어 점막상피 조직과 선천면역 관련세포에서 일어나는 이온수송, 분비조절, 신호전달, 염증반응, 세포보호 기능들을 분자수준에서 이해하고, 이들을 활성화 시키거나 제어할 수 있는 기전을 규명함으로써 이를 통해 생체방어에 대한 핵심지식을 확보하고 제2총괄과제에서 수행하는 생체방어조절연구의 기반 지식을 제공하는 것이다. 이를 바탕으로 진행되는 제2총괄과제(책임자:윤주헌)는 5개의 세부과제로 구성되어 제1총괄과제로 확보된 분자적 기전 지식을 기반으로 인체의 일차방어 기능을 담당하고 있는 상피세포 및 선천면역 시스템을 각 장기별 모델 및 질환에서 수행하는 역할에 대해 분석하고, 관련된 유전자·단백을 인체 방어에 유리하게 조절하는 기술 개발에 주력하는 한편, 효과적인 연구 수행을 위해 연구업적이 우수한 30, 40대의 젊은 연구진으로 구성해 국제적 우수연구센터로의 전망 및 도약 가능성을 높이는 한편, 11명의 기초과학자와 3명의 유관 임상 과학자가 협력 체제를 구축할 수 있는 시스템을 적용해 기초 지식뿐 아니라 의약학적으로도 적용이 가능하도록 운영하고 있다.


생체방어연구, 학문적·실용적 가치 매우 높아
우리 몸의 지키는 1차 생체방어 시스템인 상피세포는 인체 외부와 내부의 경계를 이루는 조직으로 특히 호흡기계 및 소화기계 등 도관 구조를 이루고 있는 장기의 내강은 점막 상피세포는 인체 방어의 최전선을 형성하게 되는데, 이전의 생체방어 연구는 주로 항체 형성 등의 adaptive immunity에 의한 2차 방어 시스템을 구성하는 세포들과 이들의 네트워킹에 큰 비중을 두어 왔다. 하지만 최근 외부침입 인자를 인식하는 pattern recognition receptor (Toll-like receptor, NOD1 등)의 발견과 기능이 규명되고, 외부침입인자 인식에 의한 비특이적 선천면역·염증 기전이 밝혀지면서, 이에 대한 연구가 빠르게 진행되고 있다. 우리 인체의 일차적 방어선을 형성하고 있는 가장 오래된 생체 방어 시스템인 선천 면역의 중요성이 부각되면서 이에 대한 연구가 중점 연구대상으로 부상하고 있는 것이다.
상피세포 사이는 tight junction을 이루고 있어서 물질 및 병원체 통과의 장벽을 이루고, 점막 상피세포는 mucin, trypsin 등의 방어 물질을 분비해 외부 공격인자 접촉시 선천면역 시스템을 비롯한 방어신호를 활성화한다. 이러한 사실에 초점을 맞춰 생체방어 연구에 매진하고 있는 생체방어우수센터는 분자적 표적인 점액, 수용체, 이온 통로, 분비시스템 등은 선천면역의 특성을 결정짓는 중요 분자적 요소에 대한 연구를 통해 상피세포, 염증세포 등을 포함한 선천면역 구성요소가 과 활성화 되거나 억제되는 현상을 조절하여 관련 인간 질환의 치료법을 개발하고 있으며, 이는 학문적으로나 실용적으로 매우 큰 가치를 가지고 있다.

   
▲ 윤주헌 센터장은 “우리 생체방어 우수센터는 호흡기, 소화기 질환 등의 분자생물학적ㆍ세포생리학적 특성을 규명하여 관련 생명과학 발전의 토대를 마련하고, 국내ㆍ외에 생체방어 관련 유기적 연구체계를 구축해 우수인력 양성 및 연구경쟁력을 증진시킨다는 목적을 가지고 연구에 매진하고 있다”고 전했다.
센터를 이끌고 있는 윤주헌 센터장은 “세계 최대의 생명과학 연구지원 기관인 미국의 NIH에서도 생체방어시스템에 대한 연구 주제를 중요 전략 과제로 선정할 만큼 그 중요성이 대두되고 있지만, 우리의 생체 방어 연구는 시스템을 형성하는 구성 요소들을 중심으로 개별적인 연구가 진행되어 왔던 것이 사실이며, 이를 총괄적으로 이해하고 궁극적으로 생체 방어 조절에 이용하고자 하는 시스템적 접근이나 이를 달성하기 위한 집단적 연구는 전무했던 것이 현실입니다”라고 말하며, “우리 생체방어우수센터는 호흡기, 소화기 질환 등의 분자생물학적·세포생리학적 특성을 규명하여 관련 생명과학 발전의 토대를 마련하고, 이를 통해 생체방어 관련 유전자 정보와 생명공학기법을 이용한 치료기술 개발의 기반지식을 확보하여 국가 경쟁력을 향상시키는 한편, 국내·외에 생체방어 관련 유기적 연구체계를 구축해 기초 연구기반을 확립, 우수인력 양성 및 연구경쟁력을 증진시킨다는 목적을 가지고 연구에 매진하고 있다”고 전했다.

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