성균관대학교 지능형정밀헬스케어융합전공

본문 바로가기
주메뉴 바로가기
서브메뉴 바로가기

성균관대 공동연구팀
뇌 면역 균형 회복을 통한 알츠하이머병 치료의 새로운 길 열었다

뇌 면역 단백질 PD-L1 조절을 통해 미세아교세포 기능 회복 및 신경세포 과할성 완화

Read More

이정승 교수
2026 SKKU Teaching Award 수상

플립러닝 수업의 우수한 운영을 통해 학생 참여와 효과적인 학습을 이끈 교육 성과 인정

Read More

신미경 교수
2026년 '아시안 영 사이언티스트 펠로우' 선정

뇌종양 재발 억제 및 중추신경 재생 후속 연구로 아시아 최고 신진 연구자 영예

Read More

서민아-박천권 교수 연구팀
뇌종양에서만 나타나는 소교세포 수용체 감소 확인

신경 과활성화와 종양 성장 연결 고리 밝혀

Read More

박천권 교수 연구팀
생리대 안정성 과학적 검증 결과 발표

국제 공동연구 통해 휘발성 화합물·미세플라스틱·세포독성 종합 분석

Read More

김태형 교수 연구팀, 실시간 미토콘드리아 활성 분석이 가능한 나노복합체 기반 전기화학 플랫폼 개발

김태형 교수 연구팀
실시간 미토콘드리아 활성 분석이 가능한 나노복합체 기반 전기화학 플랫폼 개발

세포 리프로그래밍 과정의 대사 조절 기전 규명 및 심장 재생 치료제 개발에 기여

Read More

김태형 교수 연구팀, 줄기세포의 공간 특이적 다중 자동분화 플랫폼 FANTA 개발

김태형 교수 연구팀
줄기세포의 공간 특이적 다중 자동분화 플랫폼 FANTA 개발

- 다공성 나노입자 코팅 기술을 통한 줄기세포 정밀 제어의 혁신적인 시스템 제공
- 장기칩 (Organ-on-a-chip) 연구 및 다양한 오가노이드 분화 적용 가능

Read More

조한상 교수 2024년 국가연구개발 우수성과 100선 선정

조한상 교수
2024년 국가연구개발 우수성과 100선 선정

세계 최초 인간 알츠하이머 치매(APPSL)의 전주기 병리 모델 구현

Read More

Notice

- 2026-09-22
  취업 [현대자동차그룹] 현대자동차그룹 HINT 2기 교육생 모집
- 2026-09-21
  학사 [IPHC] 2027학년도 1학기 新대학원우수장학생 선발 안내
- 2026-09-11
  학사 2026년도 IPHC 학사일정표
- 2026-09-11
  학사 2026-2학기 학위논문 심사 일정 및 서류 안내

Department News

이정승 교수님 2026 SKKU Teaching Award 수상
2026-09-21
지능형정밀헬스케어융합학과 이정승 교수님께서 2026 SKKU Teaching Award 수상하셨습니다. 이정승 교수님께서 2025학년도 2학기, 2026학년도 1학기 학사과정의 플립러닝 수업을 우수하게 운영하시며, 학생들의 적극적인 참여와 효과적인 학습을 이끌어내는 교육을 실천해 오셨습니다. 이에 그 공로를 인정받아 이번에 2026 SKKU Teaching Award 수상자로 선정되었으며, 9월 18일에 건학기념식에서 시상식이 진행되었습니다. 지능형정밀헬스케어융합학과는 이정승 교수님의 수상을 진심으로 축하드립니다.

신미경 교수 2026년 '아시안 영 사이언티스트 펠로우' 선정
2026-09-21
성균융합원 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수가 2026년 ‘아시안 영 사이언티스트 펠로우십(Asian Young Scientist Fellowship, 이하 AYSF)’ 화학·물리과학 분야 펠로우 12인 중 한 명으로 최종 선정되었다. AYSF는 아시아 지역에서 창의적이고 미래지향적인 연구를 수행하는 우수한 초기 연구자를 발굴해 지원하는 민간 학술 지원 프로그램으로, 박사 학위 취득 후 10년 이내의 역량 있는 전임교원을 대상으로 한다. 이번 선정으로 신미경 교수는 향후 2년간 총 10만 달러(약 1억 3천만 원)의 연구비를 지원받으며, 글로벌 학술 네트워크 교류 및 오는 11월 9일 홍콩대학교에서 개최되는 연례 학술 컨퍼런스에 참가하게 된다. 신미경 교수는 생체 조직처럼 부드럽고 전기가 잘 통하며, 손상 부위에 끈끈하게 달라붙는 차세대 생체 소재인 ‘접착성·전도성 하이드로겔’을 개발해 근육 및 조직 재생 분야에서 혁신적인 연구 성과를 거둔 공로를 인정받았다. 기존 체내 삽입 장치는 딱딱한 금속이나 고무 재질로 만들어져 끊임없이 움직이는 부드러운 우리 몸의 장기와 완벽하게 결합하기 어려웠다. 신 교수는 이러한 기술적 한계를 극복하기 위해 자연계에 존재하는 생물체의 접착현상을 모방 및 응용, 인체 조직과 매우 유사하면서도 전기 신호를 안정적으로 주고받을 수 있는 소재 기술을 구축해 왔다. 신 교수의 대표 연구로는 2023년 국제 학술지 Nature Electronics에 발표한 ‘다층 구조의 전자 패치’가 꼽힌다. 스스로 회복하는 고분자와 액체 금속, 홍합 모사 접착 성분을 융합한 이 패치는 멈추지 않고 뛰는 심장에 단 0.5초 만에 달라붙어 심장 질환 환자의 심전도 신호를 정밀하게 측정하는 데 성공했다. 또한 같은 해 국제 최고 권위 학술지 Nature에는 주사기 형태로 손상된 근육 부위에 직접 투여하는 ‘주사형 하이드로겔’을 선보였다. 손상된 부위에 젤을 주입하면 끊어진 전기적 신호가 즉각 이어져, 로봇과 환자의 신경을 실시간으로 연결하는 첨단 재활 치료의 길을 열었다. AYSF의 지원을 통해 신미경 교수는 향후 중추신경계 치료로 연구 범위를 확장한다. 뇌종양 수술 후 생기는 빈 공간에 주입해 종양의 재발을 막는 동시에, 스스로 재생하기 어려운 뇌 신경세포의 회복을 촉진하는 ‘이중 기능성 하이드로겔 필러’ 개발에 본격 착수할 계획이다. 출처 : Announcement of 2026 AYS Fellows — Asian Young Scientist Fellowship 신미경 교수 2026년 '아시안 영 사이언티스트 펠로우' 선정 신미경 교수 2026년 ‘아시안 영 사이언티스트 펠로우’ 선정 < Research Stories < 기획 < 국문 < 기사본문 - 에스프레스(S-PRESS)

글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수, 보건복지부 장관 표창 수상
2025-11-04
글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수, 보건복지부 장관 표창 수상 우리 대학 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수가 첨단재생의료 발전에 기여한 공로로 보건복지부 장관 표창을 받았다. 보건복지부는 재생의료진흥재단과 함께 지난 28일 서울 용산구 피스앤파크 컨벤션에서 ‘2025 첨단재생의료 연례 심포지엄’(2025 RMAF Annual Symposium)을 열고 첨단재생의료 유공자 50명에게 장관 표창을 수여했다. 신미경 교수는 조직 접착력 및 전도성을 갖는 의료용 신소재를 개발하여 신경 및 근육 손상을 겪는 환자들의 재활치료 기술 개발에 공로를 인정받았다. 신 교수는 "이번 수상을 계기로 개발한 바이오 신소재 기술을 실제 난치성 신경근육질환 환자들의 치료에 적용할 수 있도록 더욱 연구에 매진하겠다"고 말했으며, "또한 해당 기술을 다양한 질환에 적용할 수 있는 확장성을 확보하기 위한 연구에도 집중하겠다"고 전했다.

[2025 포브스코리아 30세 미만 30인] 김수민 박사과정생 선정
2025-03-31
“심장과 뇌는 인체에서 가장 중요한 장기로, 문제가 발생했을 때 신속한 대응이 이뤄지지 않으면 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 생체의료기기 소재 개발은 전 세계적으로 큰 관심을 받고 있습니다. 원격 진료·치료가 가능한 생체의료기기 소재를 개발해 글로벌 의료 기술 혁신에 기여하고자 합니다.” 김수민 성균관대 지능형정밀헬스케어연구단 박사과정생은 조직 접착성을 가지는 치료용 생체재료를 연구 중이다. 특히 전자소자와 접착성 하이드로젤을 결합해 체내에 삽입 가능한 생체의료기기 소재를 개발하는 데 집중하고 있다. 권위 있는 학술지에도 그의 논문이 실렸다. 심장 조직에 부착 가능한 양방향성(심전도 신호 계측·심장 조직 자극을 통한 심박 조율이 가능한) 전자소자에 관한 연구는 〈네이처 일렉트로닉(Nature Electronics)〉에 게재됐다. 심장은 인체 장기 중에서도 움직임이 많아 접근이 어려운 조직인데, 그가 개발한 생체전자 소재를 이식한 동물 모델에서 4주간 구동됐다는 점이 주목받았다. 특히 이 연구는 2024년 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 바 있다. 또 다른 학술지 〈어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)〉에는 주사 가능한 전도성 하이드로젤에 관한 논문이 발표됐다. 이 연구논문은 최소 침습이 적용될 수 있는 전도성 생체재료의 가능성을 제시했다는 평가를 받았다. 그는 “하이드로젤의 단점을 보완하면서도, 가장 큰 장점인 부드러운 물성을 유지할 수 있는 새로운 소재를 개발하는 것을 목표로 한다”며 “이를 위해 고분자 과학에 대한 연구를 더욱 심화해 높은 생체 친화도를 유지하면서도, 장기간 안정적인 구동이 가능한 생체소재를 개발하는 것을 가까운 목표로 삼고 있다”고 말했다. - 이정은 기자 lee.jeongeun2@joongang.co.kr _ 사진 최영재 기자 * 출처 : 포브스 코리아

김태형 교수 연구팀, 한국연구재단 개인기초연구사업 과제 선정
2025-03-12
김태형 교수 연구팀, 한국연구재단 개인기초연구사업 과제 선정 - 김태형 교수, 3차원 나노소재 다중 레이어 플랫폼 기술 개발 연구로 중견연구자 지원사업 (유형1-글로벌 협력, 연 약 3억/5년) 과제 선정 - 구경모 박사후연구원, 세포 역노화 모니터링용 플랫폼 기술 개발 연구로 세종과학펠로우십 (국내트랙, 연 약 1.3억/5년) 과제 선정 ▲(왼쪽부터) 김태형 교수, 구경모 박사후연구원 ◇ 김태형 교수·구경모 박사, 중견연구자지원사업·세종과학펠로우십 선정 김태형 교수 연구팀이 한국연구재단 개인기초연구사업 ‘중견연구자지원사업 (유형1-글로벌 협력과제)’에 선정됐으며, 같은 연구실의 구경모 박사후연구원도 ‘세종과학펠로우십 (국내트랙)’에 최종 선정됐다. ◇ 김태형 교수, 중견연구자지원사업 선정… 3D 나노소재 기반 삼배엽체 형성 플랫폼 개발 중견연구자지원사업은 창의적인 개인 연구를 지원해 중견급 연구자의 기초연구 역량을 강화하고 리더 연구자로 성장하도록 돕는 사업이다. 김태형 교수는 ‘삼배엽체의 체외 고효율 자동 생성이 가능한 3차원 나노소재 다중 레이어 플랫폼 기술 개발’을 연구 주제로 선정, iPSC의 자동 분화 제어를 통해 고효율 삼배엽 자동 형성 및 상호작용 모사가 가능한 3D 플랫폼 개발을 목표로 한다. 김태형 교수는 “훌륭한 연구자들이 많은 가운데 이번 과제를 수행하게 되어 영광이다”며, “작성 과정에서 많은 지원을 해준 성균관대학교와 산학협력단 관계자분들께 감사드린다”고 소감을 전했다. ◇ 동 연구실 구경모 박사후연구원, 세종과학펠로우십 국내트랙 선정… 미토콘드리아 기능 평가 플랫폼 기반 세포 역노화 기술 검증 연구 세종과학펠로우십(국내트랙)은 39세 이하, 박사학위 취득 후 7년 이내의 젊은 과학자가 국가 핵심 과학기술 인재로 자리 잡을 수 있도록 지원하는 사업이다. 이번 선정으로 구경모 박사후연구원은 5년간 총액 6억 원 내외의 연구비를 지원받아 ‘세포 역노화 모니터링을 위한 비표지·비파괴 미토콘드리아 기능 평가 다중 전기화학 플랫폼 개발’ 연구를 수행할 예정이다. 구경모 박사후연구원은 “세포 역노화 기술 검증의 필요성이 강조되는 시점에서, 다학제적 접근을 통해 성공적인 연구 성과를 도출할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다. ▲[그림1] 삼배엽체의 체외 고효율 자동 생성이 가능한 3차원 나노소재 다중 레이어 플랫폼 기술 개발 연구 개요도 ▲[그림2] 세포 역노화 모니터링을 위한 비표지/비파괴 미토콘드리아 기능 평가 다중화 전기화학 플랫폼 개발 연구 개요도

통증의 비밀 : 통증 예측과 외부 자극이 통합돼 나타나
2024-12-05
통증의 비밀 : 통증 예측과 외부 자극이 통합돼 나타나 - 기능적 자기공명영상(fMRI) 기반으로 뇌의 통증 정보 통합 메커니즘 규명 - 통증을 느낄 때 뇌의 어느 영역이 활성화되는지를 넘어, 통증 요인들이 어떻게 통합돼 우리가 통증을 경험하는지가 밝혀졌다. 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 뇌과학 이미징 연구단 우충완 부단장(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 부교수)과 유승범 참여교수(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 조교수) 공동연구팀은 기능적 자기공명영상(functional MRI, fMRI)측정한 뇌 활동 데이터를 기반으로 뇌가 통증 정도에 대한 기대치와 실제 자극의 세기를 어떻게 통합하는지 규명했다. 통증은 외부 자극에 대한 단순한 신체적 반응이 아니라, 생물학적·심리학적 요인들이 복합적으로 작용하는 경험이다. 예시로 통증의 강도는 외부에서 주어지는 자극의 세기뿐만 아니라 자극이 얼마나 아플 것인가에 대한 기대치에도 영향을 받는다. 기존 연구는 통증 요인들이 각각 뇌의 어느 영역을 활성화하는지를 밝혔지만, 이 요인들이 어떻게 하나의 통증 경험으로 통합되는지는 알려진 바가 없었다. 우선 연구팀은 통증 요인들이 통합되는지를 확인하고자 피험자들에게 앞으로 주어질 열 자극(통증 자극)이 얼마나 아플지 예측하게 했다. 이후 피험자의 팔뚝에 열 자극 기기를 부착해 다른 강도의 자극을 전달하며 fMRI로 뇌 신호를 측정했다. 결과적으로 같은 자극의 세기에도 통증이 클 거라고 예상한 피험자가 그렇지 않은 피험자보다 더 아프다고 보고해, 통증에 대한 기대치와 자극의 세기가 통합돼 통증을 느낀다는 것을 확인했다. 다음으로 통증 정보가 뇌에서는 어떻게 통합되는지 밝히기 위한 가설을 세웠다. 통증 정보가 통합되려면 일단 예측과 자극 정보가 보존돼야 한다는 전제하에, 보존과 통합이라는 과정에 중점을 뒀다. 또한, 뇌를 피질계층1)별로 나눠 접근했다. 연구팀의 가설은 감각 영역과 같은 낮은 층위의 영역에서는 두 정보 중 하나만 보존돼 통합이 이루어지지 않지만, 연합 영역과 같은 높은 층위의 영역에서는 모두 온전히 보존 및 통합된다는 것이었다. 이처럼 뇌의 피질계층별로 나누어 fMRI 데이터를 분석한 결과, 가설과 달리 모든 피질계층의 뇌 영역에서 예측과 자극 정보를 모두 보존하고 있었다. 다만, 통증 정보의 통합은 오직 높은 층위의 영역에서만 이루어졌다. 특히, 피질계층 영역별로 각 통증 정보를 보존하는 하위 공간이 존재했고, 높은 층위의 영역에서는 각 하위 공간에서 나오는 정보 패턴들의 합과 실제로 피험자들이 보고한 통증의 양상이 일치했다. 이로써 통증 정보가 단순히 뇌의 특정 영역에서 처리되는 것이 아니라 높은 층위의 영역에서 통합돼 통증 경험을 형성함을 규명했다. 이번 연구성과는 전기생리학 방법론과 뇌 전체 촬영이 가능한 fMRI를 결합해 뇌 전체 수준에서의 통증 정보 처리 메커니즘을 규명했다. 기존 연구는 주로 특정 뇌 영역과 통증 정보의 연관성을 밝히는 데 그쳤다면, 이번 연구는 통증 정보들이 어떻게 통합되는지에 대한 수학적 원리를 밝혔다. 우충완 부단장은 “이번 발견은 통증의 신경과학적 이해를 확장하는 중요한 기틀을 마련했을 뿐만 아니라, 만성 통증 치료의 새로운 전략을 개발하는 데 중요한 단서를 제공했다”고 말했으며, 유승범 교수는 “뇌 활성화 패턴의 기하학적 정보를 이용해 각기 다른 정보의 통합 메커니즘을 밝힌 혁신적 연구”라고 전했다. 이번 연구는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 9월 12일 온라인 게재됐다. 그림 설명 [그림1] 뇌의 활성화 정도를 표상하는 공간과 그 안에서 일어나는 통증 정보의 보존과 통합 A는 뇌의 활성화 정도와 이것이 어떻게 공간상에서 표상될 수 있는지를 보여준다. A의 왼쪽은 fMRI 복셀(fMRI로 촬영된 뇌 영역의 단위) 3개의 시간에 따른 활성화 정도를 나타내고, 오른쪽은 각 복셀들의 활성화 정도가 축이 되어 3차원 공간상에서 표시된 결과이다. 왼쪽의 숫자는 오른쪽 공간상에서 같은 색의 점으로 표현했다. B의 왼쪽에서 기대 하위 공간은 통증에 대한 기대치 정보를, 자극 하위 공간은 통증에 대한 자극의 세기 정보를 보존하는 하위 공간을 나타낸다. 네트워크 복셀들의 활성화 정도를 각각의 하위 공간에 투사시키고, 그 정보들을 기반으로 각 네트워크가 두 정보를 보존 또는 통합하는지를 연구했다. 결과적으로 낮은 피질계층 영역에서는 두 정보가 모두 보존됐지만 피험자들의 통증 보고가 재구성(통합)되지 않았고, 높은 피질 계층 영역에서는 두 정보에 대한 보존과 통합이 모두 일어났다. [그림2] 하위 공간 내 패턴을 기반으로 재구성한 통증 보고와 실제 피험자 통증 보고의 비교 시각 네트워크(낮은 층위의 피질계층)와 변연계(높은 층위의 피질계층) 네트워크에서의 결과. 각 행 왼쪽부터 기대 하위 공간에서의 시간에 따른 뇌 패턴, 자극 하위 공간에서의 시간에 따른 뇌 패턴, 그리고 재구성된 통증 보고와 실제 통증 보고를 비교한 결과를 나타낸다. 기대 하위 공간과 자극 하위 공간에서는 각 기대치와 자극의 세기에 대한 정보를 보존하고 있었다. 마지막 열을 살펴보면 시각 네트워크에서는 기대치에 대한 차이가 있지만, 변연계 네트워크에서는 기대치와 자극 세기 정보 모두 성공적으로 재구성됨을 보여준다. 출처 : IBS 기초과학연구원 Research News 링크

prev next

Research News

성균관대 공동연구팀, 뇌 면역 균형 회복을 통한 알츠하이머병 치료의 새로운 길 열었다
2026-09-21
성균관대 공동연구팀, 뇌 면역 균형 회복을 통한 알츠하이머병 치료의 새로운 길 열었다 - 면역 단백질 'PD-L1' 조절로 뇌 청소 세포 정상화 및 비정상적인 신경세포 과활성 완화 - 아임뉴런·연세대와 산합협력 결실... 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스' 게제 ▲(왼쪽부터) 서민아 성균관대 교수, 권호근 연세대 교수, 김한주 아임뉴런 대표이사, 박태영 성균관대 석박통합과정생 성균관대학교(총장 유지범)는 글로벌바이오메디컬공학과 서민아 교수 연구팀이 바이오 기업 아임뉴런 및 연세대 의대 권호근 교수 연구팀과 손잡고, 알츠하이머병 동물 모델에서 뇌 속 면역 단백질을 조절해 손상된 뇌 면역 환경을 정상으로 되돌리고 비정상적으로 증가한 신경세포의 활성을 안정화하는 원리를 밝혀냈다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 대표적인 퇴행성 뇌질환인 알츠하이머병을 뇌 면역 조절로 치료할 수 있다는 과학적 근거를 제시하며, 세계적인 권위의 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재됐다. 알츠하이머병은 기억을 잃어가는 무서운 질환으로, 뇌 속에 나쁜 단백질 찌꺼기가 쌓이는 것뿐 아니라 뇌 환경을 청소하고 돌보는 세포들이 고장 나면서 발생한다. 특히 뇌 속의 경찰이자 청소부 역할을 하는 ‘미세아교세포’는 뇌가 다치거나 병들었을 때 재빠르게 출동해 주변을 복구해야 한다. 그러나 알츠하이머병의 뇌에서는 이러한 미세아교세포의 정상적인 반응성이 저하되고, 신경세포에서는 비정상적인 과활성이 나타나는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 주로 암 면역치료 분야에서 연구돼 온 면역조절 단백질 ‘PD-1’과 ‘PD-L1’에 주목했다. 알츠하이머병 모델 마우스에서 뇌의 면역세포인 미세아교세포의 PD-1과 뇌 환경 유지에 중요한 별아교세포의 PD-L1 발현이 증가하는 것을 확인하고, 이러한 면역조절 신호 변화가 뇌 기능에 미치는 영향을 분석했다. ▲ 알츠하이머병 모델에서 저하된 미세아교세포의 손상 대응 기능이 뇌 내 PD-L1 차단 후 회복되었음을 보여주는 생체 이미징 결과 이에 연구팀은 뇌 속 PD-L1 단백질의 작용을 억제하는 항체를 알츠하이머병 모델 마우스의 뇌에 직접 투여하고, 살아 있는 뇌세포를 들여다볼 수 있는 특수 현미경으로 관찰했다. 그 결과, 알츠하이머병에서 저하돼 있던 미세아교세포의 손상 부위에 대한 반응이 회복됐으며, 비정상적으로 높아져 있던 신경세포의 활성도 함께 감소했다. 또한 전신에 투여하는 방식보다 뇌 안에서 PD-L1을 직접 조절했을 때 이러한 효과가 더욱 뚜렷하게 나타나는 것을 확인했다. ▲ PD-L1 차단 후 알츠하이머병 마우스에서 신경세포의 비정상적인 과활성이 감소하였음을 보여주는 대표 이미지 및 분석 결과 서민아 교수는 “이번 연구는 알츠하이머병 환자의 뇌에서 면역 조절 스위치가 망가져 뇌 청소 기능과 신경세포가 함께 무너진다는 사실을 밝혀낸 중요한 성과”라며 “뇌 속 면역 단백질을 정밀하게 다루는 방법이 앞으로 치매를 근본적으로 치료하는 핵심 열쇠가 될 것”이라고 설명했다. 이번 연구는 성균관대 박태영 석박통합과정생이 제1저자로 참여하고, 서민아 교수와 권호근 교수가 교신저자로 함께 이끌었다. 아울러 정부 치매극복연구개발사업과 기초과학연구원(IBS), 아임뉴런의 지원으로 수행됐다. ※ 논문명: Targeting glial PD-1/PD-L1 restores microglial homeostasis and reduces neuronal hyperactivity in an Alzheimer’s disease model ※ 학술지: Science Advances ※ 논문링크: https://doi.org/10.1126/sciadv.adx0731

뇌종양, 주변 뉴런 과활성화 유도…소교세포가 관여
2025-09-24
뇌종양, 주변 뉴런 과활성화 유도…소교세포가 관여 - 뇌종양에서만 나타나는 소교세포 수용체 감소 확인 - 신경 과활성화와 종양 성장 연결 고리 밝혀 ▲ 글로벌바이오메디컬공학과 서민아 교수, 박천권 교수, 예재승ㆍ이나경 박사과정생 우리대학 연구진이 뇌종양이 뇌 속 뉴런의 과도한 흥분 상태(과활성화)를 유도하는 데, 뇌 면역에 관여하는 소교세포(microglia)가 중요한 역할을 한다는 사실을 새롭게 밝혀냈다. 특히 이 현상이 뇌종양에 특이적으로 나타나는 현상이며, 소교세포 수용체의 변화가 핵심 원인임을 규명해, 뇌종양 치료에 새로운 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 그동안 뇌종양세포가 주변 뉴런을 직접 자극해 과활성화를 유도하고, 이로 인해 종양의 성장과 확산이 가속화되는 악순환 메커니즘이 존재한다는 것은 알려져 있었다. 그러나 이러한 뉴런의 과활성화 현상이 다른 암과 구별되는 뇌종양 특이적 특징인지, 또 어떤 세포가 이 과정에 관여하는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구진은 이에 착안해, 소교세포의 수용체 ‘P2RY12’에 주목했다. 이 수용체는 뉴런의 흥분 상태를 조절하며, 정상적인 뇌에서는 과도한 뉴런 활성을 억제하는 역할을 한다. 연구팀은 뇌종양 모델과 뇌 전이암 모델을 비교해 이 수용체의 변화를 추적했다. 그 결과, 뇌종양에서는 소교세포의 P2RY12 발현이 크게 감소했고, 이로 인해 뉴런이 비정상적으로 과활성화되는 현상이 뚜렷하게 나타났다. 반면, 다른 암이 뇌로 전이된 경우에는 P2RY12 수용체가 유지되어 뉴런의 과활성화가 거의 나타나지 않았다. 이는 P2RY12의 소실이 뇌종양에서만 나타나는 특이 현상이며, 이를 통해 뇌종양이 주변 미세환경까지 변화시킨다는 것을 보여준다. ▲ 뇌종양 환경에서 특이적으로 소교세포의 P2RY12 수용체가 상실됨에 따라 뉴런의 과활성화 상태가 나타나는 개략도 또한 연구진은 P2RY12 수용체의 기능을 인위적으로 차단했을 때, 전이암 모델의 뇌에서는 뉴런 활성이 증가했지만, 뇌종양 주변 미세환경에서는 이미 수용체가 사라져 있어 추가적인 변화가 없다는 점도 확인했다. 이 결과는 P2RY12 수용체의 상실이 뇌종양 미세환경에서 뉴런 과활성화의 중요 요인임을 입증한다. 연구팀은 “이번 연구는 뇌종양이 단순히 암세포 증식만이 아니라, 뇌 내 미세환경까지 교란시켜 뉴런 활성을 비정상적으로 변화시키는 질환임을 보여준다”며, “소교세포를 표적으로 한 새로운 치료법 개발에 기초가 될 수 있다”고 말했다. 이번 연구는 글로벌바이오메디컬공학과 서민아·박천권 교수(공동 교신저자) 연구팀과 박사과정 연구원 예재승·이나경(공동 제1저자)이 참여했으며, 기초과학연구원(IBS) 뇌과학이미징연구단, BK21, 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었다. 연구 성과는 임상신경학 및 종양학 분야의 권위 있는 국제학술지 Neuro-Oncology에 7월 30일자로 게재되었다. ※ 논문명: Glioma-associated microglia potentiate neuronal hyper-excitability in the glioma environment ※ 학술지: Neuro-Oncology(IF 13.4, JCR 상위 1.2%) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1093/neuonc/noaf181

박천권 교수 연구팀, 생리대 안전성 과학적 검증 결과 발표
2025-09-18
글로벌바이오메디컬공학과 박천권 교수 연구팀이 하와이대학교 김주희 교수 연구팀, 충북대학교 김세나 교수와 함께 시중에서 판매되는 생리대의 화학적 안전성과 독성 수준을 종합적으로 평가한 국제 공동연구 결과를 발표했다. 이번 연구는 2025년 8월 29일 발표되었으며, 여성 건강과 밀접한 위생용품의 안전성을 다룬 최초의 포괄적 분석이라는 점에서 큰 의미를 가진다. 연구팀은 국내외 유통 중인 29종의 생리대를 대상으로 ▲휘발성유기화합물(VOCs) 방출, ▲미세플라스틱 검출, ▲세포독성 평가 등을 다각도로 분석했다. 그 결과, 다수 제품에서 톨루엔*이 0.04~2.79 μg/패드 수준으로 검출되었으며, 이는 기존 산업 안전 기준치(37 mg/m⁻³)보다는 낮지만, 피부 흡수 특성과 장기간 사용 환경을 고려하면 보다 면밀한 검토가 필요하다는 지적이다. *톨루엔: 산업적으로 널리 쓰이는 휘발성 유기화합물로 피부나 점막에 반복적으로 노출될 경우 건강에 해로울 수 있음 또한, 모든 생리대 제품에서 폴리프로필렌(PP) 기반의 미세플라스틱이 확인되었고, 일부 제품에서는 PET 및 PE 등 다른 종류의 미세플라스틱도 소량 검출됐다. 최근 미세플라스틱이 인체 건강에 미치는 영향에 대한 우려가 커지는 가운데, 이번 연구는 생리대와 같은 밀착형 위생용품에서의 미세플라스틱 노출 가능성을 과학적으로 입증했다는 점에서 주목받고 있다. 세포독성 실험 결과, 일부 생리대는 세포 생존율이 80% 이하로 나타나 중등도의 세포독성이 확인되었다. 특히 ‘유기농’으로 표시된 일부 제품에서도 세포독성이 관찰되어 추가적인 검증 연구가 요구된다. 이러한 결과는 제조 공정에서 사용되는 화학물질의 종류와 처리 방식이 제품의 독성 수준에 직접적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 박천권 교수는 “이번 연구는 위생용품의 안전성 문제에 대해 구체적인 과학적 데이터를 바탕으로 경각심을 불러일으킨 의미 있는 결과”라며, “장시간 피부에 밀착되는 제품일수록 성분의 투명성과 안전성 검증이 필수적”이라고 강조했다. 이번 연구는 성균관대학교, 하와이대학교, 충북대학교의 연구진이 참여한 국제 공동연구로, 여성 건강과 소비자 안전 확보 차원에서 공중보건 정책 및 제품 규제 기준 수립에 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다. 연구결과는 환경 위해성 평가와 안전성 연구 분야에서 가장 영향력 있는 학술지 중 하나인 Journal of Hazardous Materials(Impact Factor 12.2)에 게재됐다. DOI : https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139702

김태형 교수 연구팀, 실시간 미토콘드리아 활성 분석이 가능한 나노복합체 기반 전기화학 플랫폼 개발
2025-06-09
심근세포로의 직접 리프로그래밍 과정에서 실시간 미토콘드리아 활성 분석이 가능한 나노복합체 기반 전기화학 플랫폼 개발 - 세포 리프로그래밍 과정의 대사 조절 기전 규명 및 심장 재생 치료제 개발에 기여할 것으로 기대 ▲(왼쪽부터) 김태형 교수, 구경모 박사후연구원, 연세대학교 의과대학 진윤희 교수, 서승주 연구원 - 김태형 교수 연구팀과 연세대학교 의과대학 진윤희 교수 연구팀은 직접 리프로그래밍을 통해 유도된 심근세포 유사체(CiCMs)의 미토콘드리아 대사 활성을 30초 이내에 실시간·비파괴적으로 정량 분석할 수 있는 전기화학 기반 나노복합체 플랫폼(Poly-l-lysine/Matrigel double layer coated gold nanostructured composites, PMGN)을 개발했다. 특히 심장 질환은 여전히 전 세계 사망 원인 1위를 차지하고 있으며, 현재의 약물 및 수술적 치료는 주로 증상 완화에 그쳐 손상된 심근 기능을 회복하지 못한다. 이러한 한계를 극복하기 위해 등장한 직접 리프로그래밍 기술은 유망한 대안이지만, 기존의 세포 기능 분석 방법들은 대부분 세포를 고정하거나 파괴해야 하며 분석 과정이 복잡하고 장시간이 소요되어 임상 적용에 어려움이 있었다. ▲[그림1] 심근세포로의 리프로그래밍 과정에서 실시간 미토콘드리아 활성 분석이 가능한 나노복합체 기반 전기화학 플랫폼 개발 연구 개요도 - 이에 연구팀은 금 나노구조 전극에 poly-L-lysine과 Matrigel을 이중 코팅함으로써, 세포 부착 안정성과 전기화학 신호 민감도를 동시에 확보한 새로운 기능성 플랫폼을 구축하였다. 해당 플랫폼은 심근세포의 직접 리프로그래밍 과정 중 일어나는 해당작용에서 산화적 인산화(OXPHOS)로의 대사 전환을 약 30초 이내에 실시간 감지할 수 있으며, 세포 손상 없이 동일 세포를 반복적으로 측정 가능하다는 점에서 기존 분석법 대비 효율성과 정밀도가 크게 향상된다. 실제로 본 기술을 통해 최대 29일간 장기 배양된 심근세포에서의 기능성 변화를 비표지/비파괴방식으로 실시간 추적을 하였으며, 독소루비신, 렘데시비르, 로시글리타존(심독성 약물) 및 리라글루타이드(비독성 약물) 등 총 4종의 약물에 대한 심독성 반응을 실시간으로 정량 평가하는 데 성공하였다. - 이번 연구성과는 재생의학 기반 세포치료제의 기능성 평가 및 품질 관리, 나아가 심혈관계 신약 개발을 위한 심독성 예측 플랫폼으로의 폭넓은 응용 가능성을 제시하며, 세포 기반 치료 및 약물개발 분야의 실용적 전환점을 마련할 것으로 기대된다. - Keywords: 세포 부착 고분자, 금 나노구조체, 전기화학 분석법, 직접 심근세포 리프로그래밍, 미토콘드리아 대사, 심독성 평가 - 이에 김태형 교수는 “본 전기화학 기반 미토콘드리아 활성 평가기술과 플랫폼 (PMGN platform)은 세포 기능성을 손상 없이 정량적으로 분석할 수 있어, 심장 재생 세포치료제의 품질 관리뿐만 아니라 심독성 약물 선별과 임상 적용 평가에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.”며, “특히 많은 지원을 해준 성균관대학교와 산학협력단 관계자분들께 감사드린다”고 소감을 전했다. - 이 연구 결과는 과학기술정보통신부와 보건복지부가 지원하는 한국연구재단, 재생의료기술개발사업, 한국형 ARPA-H 프로젝트, 보건의료기술연구개발사업의 연구비 지원을 통해 수행되었으며, MATERIALS SCIENCE, COMPOSITES 분야 국제학술지 Advanced Composites and Hybrid Materials지 (IF: 23.2, 상위 1.4%)에 2025년 05월 30일에 게재되었다. - 논문제목: In situ monitoring of mitochondrial redox dynamics during cardiac reprogramming using a poly-l-lysine/Matrigel-coated gold nanostructured composite platform

[2025 포브스코리아 30세 미만 30인] 김수민 박사과정생 선정
2025-03-31
“심장과 뇌는 인체에서 가장 중요한 장기로, 문제가 발생했을 때 신속한 대응이 이뤄지지 않으면 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 생체의료기기 소재 개발은 전 세계적으로 큰 관심을 받고 있습니다. 원격 진료·치료가 가능한 생체의료기기 소재를 개발해 글로벌 의료 기술 혁신에 기여하고자 합니다.” 김수민 성균관대 지능형정밀헬스케어연구단 박사과정생은 조직 접착성을 가지는 치료용 생체재료를 연구 중이다. 특히 전자소자와 접착성 하이드로젤을 결합해 체내에 삽입 가능한 생체의료기기 소재를 개발하는 데 집중하고 있다. 권위 있는 학술지에도 그의 논문이 실렸다. 심장 조직에 부착 가능한 양방향성(심전도 신호 계측·심장 조직 자극을 통한 심박 조율이 가능한) 전자소자에 관한 연구는 〈네이처 일렉트로닉(Nature Electronics)〉에 게재됐다. 심장은 인체 장기 중에서도 움직임이 많아 접근이 어려운 조직인데, 그가 개발한 생체전자 소재를 이식한 동물 모델에서 4주간 구동됐다는 점이 주목받았다. 특히 이 연구는 2024년 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 바 있다. 또 다른 학술지 〈어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)〉에는 주사 가능한 전도성 하이드로젤에 관한 논문이 발표됐다. 이 연구논문은 최소 침습이 적용될 수 있는 전도성 생체재료의 가능성을 제시했다는 평가를 받았다. 그는 “하이드로젤의 단점을 보완하면서도, 가장 큰 장점인 부드러운 물성을 유지할 수 있는 새로운 소재를 개발하는 것을 목표로 한다”며 “이를 위해 고분자 과학에 대한 연구를 더욱 심화해 높은 생체 친화도를 유지하면서도, 장기간 안정적인 구동이 가능한 생체소재를 개발하는 것을 가까운 목표로 삼고 있다”고 말했다. - 이정은 기자 lee.jeongeun2@joongang.co.kr _ 사진 최영재 기자 * 출처 : 포브스 코리아

김태형 교수 연구팀, 줄기세포의 공간 특이적 다중 자동분화 플랫폼 FANTA 개발
2025-02-24
김태형 교수 연구팀, 줄기세포의 공간 특이적 다중 자동분화 플랫폼 FANTA 개발 - 다공성 나노입자 코팅 기술을 통한 줄기세포 정밀 제어의 혁신적인 시스템 제공 - 장기칩 (Organ-on-a-chip) 연구 및 다양한 오가노이드 분화 적용 가능 ▲(왼쪽부터) 김태형 교수, 조연우 박사과정 학생, 강민지 연구원 (2025-1학기 박사과정 입학예정) 글로벌바이오메디컬공학과 김태형 교수 연구팀은 단일 플랫폼에서 공간 특이적으로 줄기세포의 다중 자동 분화를 정밀하게 제어할 수 있는 FANTA(Functionally Aligned Nanoparticle-Trapped Nanopattern Arrays) 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 복잡한 오가노이드 및 장기 칩 연구를 위한 혁신적인 도구로 주목받고 있다. 최근 다양한 오가노이드 및 장기 칩이 개발되면서, 여러 종류의 세포가 공간 특이적으로 배열되어 조직을 형성하지만, 기존 배양 시스템에서는 모든 세포가 동일한 환경에 노출되어 다중 분화를 정밀하게 제어하기 어려웠다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 3종의 뼈 분화 유도 인자를 21일 이상 서방출할 수 있는 다공성 MOF(metal-organic frameworks) 나노입자를 서로 다른 나노 구조로 설계된 단일 나노어레이 플랫폼에 선택적으로 코팅했다. ▲[그림1] 다공성 MOF 나노입자-나노패턴 기반 줄기세포의 공간 특이적 다중 자동분화 플랫폼 FANTA의 개요도 이를 통해 추가적인 유도 인자 없이 일반 성장 배지만으로도 뼈 분화가 유도되었으며, 기존 프로토콜 대비 분화 및 성숙도가 60배 이상 증가했다. 또한, FANTA 플랫폼에서 지방 분화 배지를 처리한 결과, 나노입자가 코팅된 영역에서는 뼈세포가, 코팅되지 않은 영역에서는 지방세포가 98% 이상의 선택도로 공간 특이적으로 동시 생성되었으며, 이를 통해 뼈 속질 경계면을 성공적으로 모사할 수 있었다. ▲[그림2] FANTA 플랫폼의 공간 특이적 다중 자동 분화 (뼈, 지방) 및 뼈 속질 경계면 모사 결과 연구팀은 나노패터닝과 나노입자 코팅 기술을 활용해 해상도를 정밀하게 조절할 수 있음을 입증하며, 보다 복잡한 줄기세포의 공간 특이적 다중 분화 제어가 필요한 오가노이드 및 장기 칩 개발에도 적용 가능성을 제시했다. 김태형 교수는 “FANTA 플랫폼은 성체 줄기세포뿐만 아니라 만능 줄기세포의 다양한 분화에도 적용될 수 있으며, 오가노이드 및 어셈블로이드와 같은 복잡한 3차원 세포 구조체의 자동 분화에도 응용될 것”이라고 밝혔다. 본 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, Impact Factor = 14.7, JCR Ranking 상위 5.56%)에 2월 6일 게재되었으며, 한국연구재단 나노 및 소재기술 개발 사업, 기초연구실 사업, 한국보건산업진흥원의 한국형 ARPA-H 프로젝트 지원을 받아 수행되었다. ※ 논문명: Spatially controlled multicellular differentiation of stem cells using triple factor-releasing metal–organic framework-coated nanoline arrays ※ 학술지: Nature Communications (IF: 14.7) ※ 논문 링크: https://doi.org/10.1038/s41467-025-56373-0

prev next

Link