SDG 3. 건강함 삶 보장과 웰빙 목록 - 아주지속가능발전센터

AJOU SDGs
Goal 3. 건강과 웰빙

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SDG 3. 건강함 삶 보장과 웰빙 게시판
	파란학기 프로젝트 : Tami-blue		223
	2021년 1학기, Tami-blue 팀은 "인플루엔자 항바이러스제 연구 및 시알산 유사체 Tamiflu의 합성법" 을 주제로 연구했다. 시알산 유사체의 체내 기작에 대해 이해한 후 Tamiflu의 다양한 합성법을 연구했고, 가장 효율적이며 lab scale에서 실현 가능한 합성법인 Hayashi Two-one pot Synthesis를 기반으로 Tamiflu 합성을 진행했다. 이를 통해 Tamiflu를 완벽히 합성하여 경로의 효용성을 탐구하고, 이 자료들을 모아 추후 자기 주도적 도전 과목에 관한 선행 연구 자료로 제공했다. * 파란학기 프로젝트란? 학생들 스스로 인문, 문화, 예술, 봉사, 국제화, 산학협력 등 모든 분야에서 제한 없이 도전 과제를 설계하는 프로젝트. 성공 여부 보다는 과정에서의 경험과 노력을 우선시한다.
	약대 전상민 교수팀, 암 유발 유전자 NRF2 역할 새 패러다임 제시		235
	우리 학교 전상민 교수 연구팀이 참여한 국제 공동 연구진이 그동안 암 예방 및 치료에 도움을 주는 것으로 알려졌던 특정 유전자가 실제 암을 유발하는 역할을 하고 있음을 규명해냈다. 전상민 교수(약학과, 사진)는 종양 억제 유전자로 알려졌던 NRF2가 실제 암 발생을 촉진할 뿐 아니라 암 환자의 나쁜 예후와도 관련이 있음을 확인했다고 밝혔다. 관련 논문은 ‘NRF2 활성화의 공격적 폐암 발생 촉진 및 나쁜 임상 결과와의 관련성 규명(NRF2 activation promotes aggressive lung cancer and associates with poor clinical outcomes)’으로 <클리니컬 캔서 리서치(Clinical Cancer Research)> 2020년 10월 19일자에 게재됐다. 이번 연구에는 아주대 전상민 교수와 박사과정 최은지 학생, 미국 제넨텍(Genentech) 바이오테크와 존스홉킨스 의대 연구진이 참여했다. 보건복지부 암 정복 추진 연구개발 사업과 미래창조과학부 기초연구지원사업(개인기초연구)의 지원을 받았다. NRF2(Nuclear factor E2-related factor 2)는 항산화 작용을 하는 전사인자로 활성화되면 활성산소를 줄여 암 예방과 치료에 도움을 주는 종양 억제 유전자로 알려져 왔다. 그러나 최근 암 유전체 연구를 통해 폐암을 비롯한 다양한 암에서 NRF2가 활성화되어 있는 것으로 밝혀지면서 오히려 암을 유발하는 종양 촉진 유전자일 수 있다는 가능성이 제기되어 왔다. 폐암에서 NRF2의 활성화는 다른 종양 억제 유전자인 STK11/LKB1의 돌연변이와 함께 발생한다는 보고도 있었다. 이에 공동 연구팀은 유전자 변형 폐암 마우스 모델(Kras/Keap1/Stk11-KO)을 확립하여 실험을 진행하고, 최근 대규모로 실시된 폐암 임상시험(OAK, IMpower131) 결과도 분석했다. 연구팀은 유전자 변형 마우스 모델에서 NRF2 활성화가 폐암 발생을 촉진 시키고, 생존율을 감소시킴을 확인했다. STK11 돌연변이는 활성산소를 증가시키고 폐암 발생 역시 촉진 시키는 것으로 나타났다. STK11 돌연변이와 NRF2 활성화를 동시에 유발시킨 경우 활성산소 증가를 억제해 폐암 발생을 더욱 촉진했고 생존율도 크게 감소했다. 이를 통해 연구팀은 폐암에서 NRF2 활성화와 STK11 돌연변이가 동시에 발견되는 이유는 NRF2 활성화가 STK11 돌연변이에 의한 산화 스트레스를 줄여 폐암 세포의 생존 및 성장에 시너지 효과가 있기 때문임을 밝혀냈다. 즉, 이번 연구를 통해 기존 ‘암 억제 유전자’로 알려졌던 NRF2는 ‘암 유발 유전자’임을 증명한 것. 또 최근 임상시험을 분석해 NRF2가 활성화되어 있는 폐암 환자는 그렇지 않은 환자 보다 항암 화학 요법 및 면역 요법에 대한 예후가 나쁘고 생존율도 크게 떨어지는 것을 확인했다. 전상민 교수는 “이번 연구는 암에서 NRF2의 역할에 대해 기존과 다른 새로운 패러다임을 제시하는 것”이라며 “그동안 암의 예방과 치료를 위해 NRF2 활성화 약물을 개발하기 위한 시도가 많았지만, 이제는 전 세계적으로 NRF2 억제제 개발에 관심이 높아지고 있다”고 설명했다. 전상민 교수 연구팀은 NRF2 억제제를 세계 최초로 발굴하기 위한 노력을 이어가고 있다. 전상민 교수는 최근 자체 발굴한 NRF2 억제 후보물질의 임상개발을 위해 바이오 벤처 ㈜에스씨엘테라퓨틱스를 공동 설립해 전임상 시험을 진행하고 있다.
	물리학과 김성환 교수, 실크 단백질 활용 인공 생체 조직 구현		218
	우리 학교 김성환 교수 연구팀이 실크 단백질을 활용해 자가발전이 가능한 인공 생체조직을 구현하는데 성공했다. 이에 신체 조직에 부착 가능한 차세대 헬스케어 소자로 활용될 것으로 기대된다. 김성환 아주대 교수(물리학과·대학원 에너지시스템학과)는 실크 단백질을 활용해 인체의 움직임으로부터 전기 에너지를 수확할 수 있는 생체 친화적 인공 피부 구현에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 에너지 분야 저명 학술지인 <나노 에너지 (Nano Energy)> 2020년 8월23일자에 온라인 게재됐다. 논문 제목은 ‘엔지니어링 된 실크 단백질로 구현한 자가발전 인공 생체조직 Self-powered artificial skin made of engineered silk protein hydrogel)’이다. 최근 전세계적으로 인체 조직에 부착이 가능한 차세대 헬스케어용 전자 소자에 대한 연구가 매우 활발하다. 생체 신호를 직접 읽어 들이고 분석할 수 있기 때문. 이러한 헬스케어용 전자 소자를 구현하기 위해서는 생체 조직과 같이 유연하고 늘어나는 전자 소자가 필요하다. 이에 많은 연구자들이 유연 기판에 전극과 전자 소자를 집적, 다양한 인체 신호를 읽고 분석하는 소자를 개발해왔다. 이러한 소자는 피부를 인공적으로 모방한 전자 소자라는 개념으로 해석되어 ‘전자 피부’라 불린다. 김성환 교수 연구팀은 생체 조직을 구성하는 성분 중 하나인 단백질, 그중에서도 자연에서 구할 수 있는 실크 단백질에 주목했다. 누에고치에서 나온 실크 단백질은 생체친화적이고 물리적·화학적 물성이 우수해 활용 가능성이 높은 바이오 고분자 소재다. 연구팀은 실크 단백질 분자 수준에서의 물성을 바꾸기 위해 글리세롤을 도입, 투명하고 부드러운 수화젤 필름으로 재탄생 시켰다. 이로써 인체 조직과 유사한 물성을 띄게 되어, 인공 생체 조직으로 활용이 가능하게 됐다. 더불어 김성환 교수팀은 새로이 구현된 투명 실크 단백질에 산화아연 나노막대를 결합하여 압전 성능을 극대화했다. 이를 통해 인체 피부에 안정적으로 접합되어 터치나 관절의 굽힘 등 인체 움직임으로부터 전기 에너지를 수확하는 압전소자를 구현해 냈다. 연구팀이 개발한 압전소자를 이용하면 LED나 혈중산소농도 측정기 등 소형 전자기기를 충전 및 구동하기에 충분한 에너지 수확이 가능함을 확인했다. 연구팀이 개발한 압전소자는 전자기기에 부착하는 터치 센서, 인체의 움직임을 감지하는 동작 센서로도 응용이 가능하다.
	윤태종 약대 교수팀, 유전자 가위기술 활용 대장암 치료제 개발		220
	우리 학교 윤태종 교수 연구팀이 나노-유전자 가위 기술을 활용해 대장암 치료제를 개발하는 데 성공했다. 현재 널리 쓰이고 있는 대장암 항암제에 치료 효과를 보이지 않는 유전자 변이 대장암 환자들을 위한 치료법이다. 윤태종 교수(약학과)는 조영석 가톨릭대 교수(의과대학 내과학교실)와 함께 나노 전달체에 유전자 가위 단백질 구조체를 탑재하는 방식을 통해 유전적 이상 부위를 효과적으로 편집함으로써 새로운 대장암 치료제를 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 관련 내용은 저명 학술지 <나노 리서치(Nano Research)> 2020년 4월4일자 온라인판에 게재됐다. 논문의 제목은 ‘항암제 내성 대장암을 치료하기 위한 유전자 편집 나노 입자 시스템의 치료적 접근(Gene editing particle system as a therapeutic approach for drug-resistant colorectal cancer)’이다. 윤 교수팀이 개발한 방법은 현재 대장암 치료를 위해 널리 사용되고 있는 약물에 저항성을 가져 치료가 어려웠던 환자들을 위한 것이다. 세툭시맙(cetuximab) 항암제는 대장암 치료를 위해 많이 쓰이고 있지만 암세포의 성장과 관련된 KRAS 유전자의 변이로 인해 치료 효과를 보지 못하는 환자가 많다는 점이 한계로 지적되어 왔다. 이에 윤태종 교수 연구팀은 나노 전달체에 유전자 가위 단백질 구조체를 탑재하여 유전적 이상 부위를 효과적으로 편집함으로써, 높은 치료 효과를 거둘 수 있음을 밝혀냈다. 연구팀은 나노 리포좀 구조체나노를 사용하여 KRAS 유전자 변이 부위를 편집할 수 있는 유전자 가위 단백질 소재를 탑재했다. 또한 이 나노 구조체 표면에 대장암 표적을 위한 항체를 도입함으로써, 유전자 가위 소재의 안정성과 치료 효과를 극대화할 수 있음을 확인했다. 생체 내 실험(in vivo)에서 암조직으로의 유전자 가위 소재 전달 효율은 60%에 달했으며, 동물 모델에서의 치료 효과는 대조군 대비 높은 치료 효과를 보였다. 윤태종 교수는 “기존 유전자 형태의 유전자 가위 소재는 바이러스 전달체를 이용, 생체에 적용하는 구조로 전달 효율이 낮고, 원치 않는 부위까지 편집하게 되는 부작용(off-target 효과)이 문제였다”며 “이에 대안으로 단백질 구조체로 이뤄진 유전가 가위 소재가 부상했지만, 생체 내 주입 이후 효소들에 의해 분해되면서 전달·편집 효율이 낮아 한계를 보여 왔다”고 설명했다. 이에 윤 교수 연구팀은 생체 적용이 가능한 소재로 이뤄진 나노 구조체를 발굴해 적용했다. 유전자 가위 기술을 이용해 유전자적 문제 부위를 편집하면 근본적 치료 가능성이 높아지나, 체내 주입 시 안정성이 떨어졌던 문제를 극복해낸 것. 윤 교수는 “지금 현재는 암 치료를 위해 시험관 환경(in vitro)에서 면역 세포의 활성을 조절하는 수준의 유전자 가위 기술이 사용되고 있다”며 “앞으로는 직접 체내 주사를 통해 치료 효과를 극대화할 수 있을 것으로 기대한다”고 전했다.

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