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Lab of Stem Cells

서울여자대학교 바이오헬스융합학과

정재민 교수

3D Bio-Printing

Skeletal Muscle Regeneration

Hepatocytes Differentiation

Lab of Stem Cells

바이오헬스융합학과 정재민

본 연구실은 줄기세포 및 재생의학 분야에서 세계적인 경쟁력을 갖춘 연구를 수행하고 있습니다. 저분자 화합물 기반의 간 전구세포 생성, 3D 바이오프린팅을 통한 인공 간 조직 공학, 골격근 재생 및 근위축증 치료 등 다양한 재생의학 핵심 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 저분자 화합물을 이용한 안전하고 효율적인 간세포 리프로그래밍 기술은 환자 맞춤형 세포치료제, 인공 장기 제작, 질병 모델링 등 다양한 분야에 응용되고 있습니다. 연구실은 3D 바이오프린팅 기술을 활용하여 실제 간 조직과 유사한 구조체를 제작하고, 이를 동물 모델에 이식하여 손상된 간 조직의 재생과 기능 회복을 성공적으로 입증하였습니다. 나노그래핀 산화물 기반 스캐폴드, 탈세포화 조직, 중간엽줄기세포와의 조합 등 첨단 조직공학 기법을 도입하여 인공 장기의 생체 적합성과 치료 효과를 극대화하고 있습니다. 또한, 골격근 재생 및 근위축증, 듀센 근이영양증 등 근육질환 치료를 위한 줄기세포 및 분자생물학적 연구도 활발히 진행 중입니다. 근육 줄기세포의 활성화, 신호전달 경로 조절, 유전자 및 약물 치료 등 다양한 전략을 통해 근육 재생능을 회복시키고, 진단 및 치료용 바이오마커 개발에도 기여하고 있습니다. 이외에도, 간 전구세포 유래 엑소좀의 항산화 및 세포사멸 억제 효과, 담관세포 분화, 유전자 교정 기술을 활용한 유전질환 치료 등 다양한 연구를 통해 재생의학의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 다수의 특허, 논문, 연구과제 수행을 통해 국내외 학계와 산업계에서 높은 평가를 받고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 줄기세포 기반 재생의학, 인공 장기, 유전자 치료 등 미래 의생명과학의 핵심 분야에서 혁신적인 연구를 지속적으로 수행할 예정입니다. 이를 통해 난치성 간질환, 근육질환 등 다양한 질환의 근본적 치료와 환자 맞춤형 의료 실현에 기여하고자 합니다.

3D Bio-Printing
Skeletal Muscle Regeneration
Hepatocytes Differentiation
저분자 화합물 기반 간 전구세포 생성 및 간 재생
본 연구실은 저분자 화합물을 활용하여 인간 및 동물의 간세포를 간 전구세포로 리프로그래밍하는 혁신적인 기술을 개발하고 있습니다. 이 기술은 기존의 바이러스 기반 유전자 도입 방식에 비해 안전성이 높고, 임상 적용 가능성이 뛰어나다는 장점이 있습니다. 특히 A83-01, CHIR99021, HGF와 같은 저분자 화합물의 조합을 통해 성체 간세포를 증식력과 분화능을 동시에 갖춘 전구세포로 전환하는 데 성공하였으며, 이 전구세포는 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo)에서 모두 간세포와 담관세포로 분화가 가능합니다. 이러한 간 전구세포는 환자 맞춤형 세포치료제 개발, 인공 간 조직 생성, 질병 모델링, 약물 독성 평가 등 다양한 재생의학 분야에 응용될 수 있습니다. 실제로 본 연구실은 동물 모델에서 유전적 간질환을 치료하기 위해 염기 편집 및 프라임 편집 기술을 적용하여, 변이 유전자를 교정한 간 전구세포를 이식함으로써 손상된 간 조직의 재생과 생존율 향상을 입증하였습니다. 또한, 간 전구세포 유래 엑소좀의 항산화 및 세포사멸 억제 효과도 규명하여, 간질환 치료의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 이 연구는 간 이식의 한계를 극복하고, 환자 맞춤형 재생의학 실현에 중요한 기여를 하고 있습니다. 앞으로도 저분자 화합물 기반 리프로그래밍 기술의 고도화와 임상 적용을 위한 연구가 지속적으로 이루어질 예정이며, 다양한 간질환 및 희귀질환 치료에 적용될 수 있는 플랫폼 기술로 발전하고 있습니다.
3D 바이오프린팅 및 인공 간 조직 공학
연구실은 3D 바이오프린팅 기술을 활용하여 인공 간 조직 및 담관 구조를 제작하는 연구를 선도하고 있습니다. 3D 바이오프린팅은 세포와 생체적합성 하이드로젤(예: 알지네이트)을 이용해 실제 간 조직과 유사한 3차원 구조를 구현함으로써, 기존 2D 배양의 한계를 극복하고 세포의 생존력과 기능을 극대화할 수 있습니다. 특히, 간 전구세포, 간세포, 중간엽줄기세포(MSCs) 등을 조합하여 다양한 인공 간 조직을 제작하고, 이 구조체를 동물 모델에 이식하여 손상된 간의 재생을 유도하는 데 성공하였습니다. 이러한 3D 프린팅 기반 인공 간 조직은 장기간 세포 생존과 기능 유지, 약물 반응성 평가, 질병 모델링, 이식용 조직 개발 등 다양한 응용 가능성을 지니고 있습니다. 실제로 본 연구실은 나노그래핀 산화물(nano-graphene oxide)로 교차결합된 탈세포화 간 스캐폴드를 개발하여, 조직의 기계적 강도와 효소 저항성을 높이고, 이식 후 면역 반응을 조절하는 데 성공하였습니다. 이로 인해 인공 간 조직의 생체 내 생존율과 치료 효과가 크게 향상되었습니다. 향후 연구에서는 3D 바이오프린팅 기술을 더욱 정밀화하여, 환자 맞춤형 인공 장기 제작, 대량 생산 플랫폼 구축, 다양한 간질환 및 담관질환 치료를 위한 임상 적용 연구가 활발히 진행될 예정입니다. 이를 통해 장기 이식의 한계를 극복하고, 재생의학 분야의 혁신을 이끌고 있습니다.
골격근 재생 및 근위축증 치료 연구
본 연구실은 골격근 재생과 근위축증(atrophy), 듀센 근이영양증(DMD) 등 근육질환 치료를 위한 줄기세포 및 분자생물학적 접근법을 중점적으로 연구하고 있습니다. 특히, 근육 위축의 분자적 기전을 규명하고, 근육 재생을 촉진하는 신호전달 경로(예: myostatin/TGF-β/pSmad3)의 조절을 통해 근육 손상 및 질환 모델에서 재생능을 회복시키는 전략을 개발하고 있습니다. 연구실은 Fbxw7b 유비퀴틴 E3 리가아제의 역할, 위약 유도 근위축 모델에서의 유전자 조절, 그리고 iPSC 유래 중간엽줄기세포를 활용한 근육 재생 등 다양한 접근법을 시도하고 있습니다. 또한, 당뇨병, 노화, 유전적 근질환 등 다양한 병태 모델에서 근육 줄기세포(satellite cell)의 활성화와 재생능 저하 원인을 분석하고, 약물 및 유전자 치료를 통한 기능 회복을 목표로 하고 있습니다. 이러한 연구는 근위축증 진단용 바이오마커 개발, 신약 후보물질 스크리닝, 환자 맞춤형 세포치료제 개발 등 임상적 응용 가능성이 매우 높습니다. 앞으로도 근육 재생 및 근질환 치료를 위한 혁신적 치료법 개발과 기초-임상 연계 연구가 지속적으로 이루어질 예정입니다.
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Unraveling the features of gallbladder cancer derived biliary extracellular vesicles: An integration of metabolomics, lipidomics, and miRNA profiling.
Kong M, Hong DH, Yoon N, Jung BH, Hong J, Kim M, Kim TH, Jeong J*, Choi D*, Lee H*
Biochem Biophys Res Commun, 2024.04
2
Human chemically-derived hepatic progenitors (hCdHs) as a source of liver organoid generation: Application in regenerative medicine, disease  modeling, and toxicology testing.
Salas-Silva S, Kim Y, Kim TH, Kim M, Seo D, Choi J, Factor VM, Seo HR, Song Y, Choi GS, Jung YK, Kim K, Lee KG, Jeong J, Shin JH, Choi D
Biomaterials, 2023
3
A Cell-Penetrant Peptide Disrupting the Transcription Factor CP2c Complexes Induces Cancer-Specific Synthetic Lethality.
Son SH, Kim MY, Choi S, Kim JS, Lee YS, Lee S, Lee YJ, Lee JY, Lee SE, Lim YS, Ha DH, Oh E, Won YB, Ji CJ, Park MA, Kim B, Byun KT, Chung MS, Jeong J, Choi D, Baek EJ, Cho EH, Kim SB, Je AR, Kweon HS, Park HS, Park D, Bae JS, Jang SJ, Yun CO, Chae JH, Lee JW, Lee SJ, Kim CG, Kang HC, Uversky VN, Kim CG
Advanced Science (Weinh), 2023.11
1
간 미세티슈 생성을 통한 간질환 모델링 연구(최종종료)
한국연구재단
2024년 03월 ~ 2025년 02월
2
소아 유전질환 페닐케톤뇨증(PKU) 유전자교정 및 ex vivo 세포치료기술 개발(2/3)
한국연구재단
2024년 03월 ~ 2024년 12월
3
화합물 유래 고기능 고순도 간 줄기세포 생성에 관한 연구
미래창조과학부
2017년 06월 ~ 2020년 02월