식품위생공학실
농업생명과학대학 강동현
식품위생공학실은 생명과학부 소속으로, 분자세포생물학적 접근을 통해 연골질환 및 관절질환의 병태생리와 치료전략을 연구하는 선도적 연구실입니다. 본 연구실은 산화환원 항상성, 셀레노단백질 대사, 마이크로RNA, 염증반응 등 다양한 분자기전을 심층적으로 탐구하여, 연골세포의 노화와 사멸, 그리고 골관절염의 발생 및 진행과정에서 나타나는 분자적 변화를 규명하고 있습니다.
특히, 셀레노포스페이트 신테타아제(SEPHS1)와 같은 셀레노단백질 합성 효소의 역할, 산화적 스트레스와 연골세포 노화, 그리고 활성산소종(ROS) 조절이 연골 건강에 미치는 영향을 다양한 동물모델과 세포실험을 통해 분석하고 있습니다. 이러한 연구는 연골질환의 근본 원인에 대한 이해를 심화시키고, 새로운 치료 타겟 발굴에 중요한 기초자료를 제공하고 있습니다.
또한, 본 연구실은 골관절염의 혁신적 치료전략 개발에도 앞장서고 있습니다. miR-204와 같은 마이크로RNA 조절, 탱키레이즈 억제제, 항산화제, 줄기세포 치료 등 다양한 신약 후보물질의 효능을 평가하고, 실제로 miR-204 억제제를 이용한 골관절염 치료 특허도 보유하고 있습니다. 이러한 연구는 기존의 증상 완화 중심 치료에서 벗어나, 질병의 진행을 억제하거나 연골을 재생할 수 있는 근본적 치료법 개발로 이어지고 있습니다.
연구실은 다양한 국내외 연구진과의 협력, 다학제적 연구, 그리고 최신 분자생물학적 기법을 활용하여, 연골질환의 조기 진단, 예후 예측, 맞춤형 치료법 개발에 기여하고 있습니다. 앞으로도 식품위생공학실은 연골 및 관절질환의 병태생리 이해와 혁신 치료제 개발을 통해, 환자 삶의 질 향상과 사회적 부담 경감에 이바지할 것입니다.
Plasma Treatment Systems
Foodborne Pathogen Inactivation
Superheated Steam Sterilization
산화환원 항상성과 연골질환의 분자세포생물학적 기전
본 연구실은 산화환원 항상성(redox homeostasis)이 연골세포와 관절 조직의 건강에 미치는 영향을 분자세포생물학적으로 규명하는 데 중점을 두고 있습니다. 산화적 스트레스는 연골세포의 노화와 사멸, 그리고 골관절염(OA)과 같은 퇴행성 관절질환의 주요 원인으로 알려져 있습니다. 연구실에서는 산화환원 조절에 관여하는 다양한 효소와 분자, 특히 셀레노단백질 및 관련 대사경로의 역할을 심도 있게 분석하고 있습니다.
최근 연구에서는 selenophosphate synthetase 1(SEPHS1)과 같은 셀레노단백질 합성 관련 효소의 결핍이 연골세포 내 활성산소종(ROS) 축적을 유발하고, 이로 인해 연골의 퇴행성 변화가 가속화됨을 밝혀냈습니다. 또한, 산화환원 불균형이 연골세포의 노화 및 염증성 분비형(SASP) 활성화와 밀접하게 연관되어 있음을 다양한 동물모델과 세포실험을 통해 입증하였습니다. 이러한 연구는 골관절염의 병태생리 이해를 심화시키는 데 크게 기여하고 있습니다.
이와 같은 분자 수준의 기전 규명은 새로운 치료 전략 개발로 이어지고 있습니다. 예를 들어, 산화환원 항상성 회복을 위한 항산화제, 셀레노단백질 대사 조절제, 그리고 관련 신약 후보물질의 발굴 및 검증이 활발히 이루어지고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 연골질환의 근본적 치료를 위한 분자세포생물학적 접근을 지속적으로 확장해 나갈 계획입니다.
골관절염 및 연골질환의 혁신적 치료전략 개발
골관절염(OA)은 전 세계적으로 가장 흔한 관절질환 중 하나로, 연골의 점진적 파괴와 만성 통증을 유발하여 삶의 질을 크게 저하시킵니다. 본 연구실은 OA의 병인기전 규명뿐만 아니라, 질병의 진행을 억제하거나 연골을 재생할 수 있는 혁신적 치료전략 개발에 주력하고 있습니다. 기존의 치료법이 주로 증상 완화에 초점을 맞추었다면, 본 연구실은 질병의 근본 원인을 타겟으로 하는 disease-modifying OA drugs(DMOADs) 및 재생의학적 접근법을 적극적으로 탐구하고 있습니다.
연구실에서는 miR-204와 같은 마이크로RNA, Wnt 신호전달, 염증성 사이토카인, 그리고 연골기질 분해효소 등 다양한 분자 타겟을 발굴하고, 이들의 조절을 통한 연골 항상성 회복 및 질환 진행 억제 효과를 검증하고 있습니다. 실제로 miR-204 억제제를 이용한 골관절염 치료 특허를 보유하고 있으며, 다양한 동물모델과 임상 샘플을 활용한 전임상 연구도 활발히 진행 중입니다. 또한, 탱키레이즈(tankyrase) 억제제, 항염증제, 줄기세포 치료 등 다양한 신약 후보물질의 효능을 평가하고 있습니다.
이러한 연구는 골관절염의 조기 진단, 예후 예측, 맞춤형 치료법 개발에 중요한 단서를 제공하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 연골질환의 병태생리 이해를 바탕으로, 환자 맞춤형 혁신 치료제 개발과 임상 적용을 목표로 연구를 지속할 예정입니다.
1
Mitigating polyethylene-mediated periprosthetic tissue inflammation through MEDSAH-grafting
Park J.-W., Chang C.B., Lee Y.-K., Suh J., Kim J., Shin T., Kim Y., Kang D., Kim J.-H.
PLoS ONE, 2024
2
Lysosomal control of senescence and inflammation through cholesterol partitioning
Roh Kyeonghwan, Noh Jeonghwan, Kim Yeonju, Jang Yeji, Kim Jaejin, Choi Haebeen, Lee Yeonghyeon, Ji Moongi, Kang Donghyun, Kim Mi-Sung, Paik Man-Jeong, Chung Jongkyeong, Kim Jin-Hong, Kang Chanhee
NATURE METABOLISM, 2023
3
SEPHS1: Its evolution, function and roles in development and diseases
Bang Jeyoung, Kang Donghyun, Jung Jisu, Yoo Tack-Jin, Shim Myoung Sup, Gladyshev Vadim N., Tsuji Petra A., Hatfield Dolph L., Kim Jin-Hong, Lee Byeong Jae
ARCHIVES OF BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS, 2022