UNIST
생명과학과 박지영
UNIST 분자대사학 연구실은 비만, 당뇨, 심혈관 질환 등 대사성 질환과 암의 발생 및 진행에 관여하는 분자적 기전을 심층적으로 연구하는 선도적 연구실입니다. 본 연구실은 지방세포의 생물학적 특성과 이들이 분비하는 다양한 인자들이 체내 대사 항상성, 만성 염증, 조직 섬유화, 그리고 암의 성장 및 전이에 어떻게 영향을 미치는지 분자·세포·동물 모델을 통해 다각적으로 접근하고 있습니다.
특히, 지방세포에서 분비되는 엔도트로핀, FAM3C 등 신호전달 인자와 세포외기질(ECM) 단백질의 리모델링이 대사질환 및 암의 병태생리에 미치는 영향을 규명하고 있습니다. ECM 리모델링은 지방조직, 간, 종양 미세환경 등 다양한 조직에서 섬유화, 염증, 인슐린 저항성, 암의 악성화 등 다양한 병리적 변화를 유도하는 핵심 기전으로 밝혀지고 있으며, 본 연구실은 이와 관련된 신약 개발 및 치료 전략 수립에도 앞장서고 있습니다.
또한, 비만 및 만성 대사 스트레스 상황에서 지방세포와 암세포, 면역세포, 간세포 등 다양한 세포 간의 상호작용과 신호전달 네트워크를 오믹스, 유전자 조작, 동물 모델 등 첨단 연구기법을 활용하여 분석하고 있습니다. 이를 통해 대사질환과 암의 연관성을 분자적 수준에서 이해하고, 환자 맞춤형 치료 타겟 및 바이오마커 발굴에 기여하고 있습니다.
최근에는 당뇨와 암의 연관성, 만성 고혈당에 의한 암세포의 에피제네틱 변화, 종양 미세환경 내 지방세포의 역할 등 새로운 연구 분야로 확장하고 있으며, 국내외 유수 학술지에 다수의 논문을 발표하고 특허, 산학협력, 신약개발 등 실용화 연구도 활발히 진행 중입니다.
이처럼 UNIST 분자대사학 연구실은 대사질환과 암의 융합연구를 통해 질환의 근본적 이해와 혁신적 치료 전략 개발에 앞장서고 있으며, 국내외 학계와 산업계에서 높은 평가를 받고 있습니다.
Adipocyte-Cancer Cell Communication
Obesity-related Diseases
Adipokines
지방세포 생물학과 대사 항상성
지방세포는 에너지 저장과 대사 조절에 핵심적인 역할을 하는 세포로, 비만, 당뇨, 심혈관 질환 등 다양한 대사성 질환의 발생과 밀접하게 연관되어 있습니다. 본 연구실은 지방세포의 분화, 기능, 그리고 이들이 분비하는 다양한 인자들이 체내 대사 항상성 유지에 어떻게 기여하는지 분자적 수준에서 연구하고 있습니다. 특히, 지방세포에서 분비되는 아디포카인, 엑소좀, 그리고 기타 신호전달 물질들이 다른 장기와의 상호작용을 통해 대사 네트워크를 조절하는 메커니즘을 심층적으로 분석합니다.
지방조직 내에서 발생하는 만성 염증, 섬유화, 그리고 세포외기질(ECM) 리모델링 현상은 대사성 질환의 진행에 중요한 영향을 미칩니다. 연구실에서는 ECM 단백질, 특히 Type VI collagen과 그 절단 산물인 엔도트로핀(endotrophin)이 지방세포 기능과 인슐린 저항성, 조직 섬유화에 미치는 영향을 동물 모델과 세포 실험을 통해 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 지방조직의 구조적 변화가 전신 대사에 미치는 영향을 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다.
더 나아가, 지방세포의 노화, 대사 스트레스, 그리고 이로 인한 분자적 변화가 대사성 질환의 발병 및 악화에 어떻게 기여하는지에 대한 연구도 활발히 진행 중입니다. 이를 통해 지방세포의 기능 이상이 전신 대사질환뿐만 아니라 암 등 다양한 질환의 위험 인자로 작용할 수 있음을 밝히고, 새로운 치료 타겟을 발굴하는 데 기여하고 있습니다.
비만, 만성 염증, 암의 분자적 연관성 및 종양 미세환경 연구
비만은 단순한 에너지 과잉 상태를 넘어, 만성 염증과 대사 스트레스를 유발하여 다양한 암의 발생과 진행에 중요한 위험 인자로 작용합니다. 본 연구실은 비만에 의해 변화된 지방조직이 종양 미세환경에서 어떤 역할을 하는지, 그리고 지방세포에서 유래한 인자들이 암세포의 성장, 전이, 약물 저항성에 미치는 영향을 분자적, 세포적, 동물 모델을 통해 심층적으로 연구하고 있습니다.
특히, 암 관련 지방세포(Cancer-Associated Adipocytes, CAA)와 종양세포 간의 상호작용, 그리고 ECM 리모델링이 종양의 성장과 전이에 미치는 영향에 주목하고 있습니다. 예를 들어, 엔도트로핀과 FAM3C와 같은 지방세포 유래 인자들이 종양 미세환경에서 섬유화, 혈관신생, 면역세포 침윤 등 다양한 생물학적 변화를 유도하여 암의 악성화를 촉진하는 기전을 규명하고 있습니다. 또한, 당뇨와 같은 대사성 질환이 암세포의 유전자 발현과 에피제네틱 변형을 통해 암의 진행과 치료 저항성에 미치는 영향도 연구의 중요한 축입니다.
이러한 연구는 비만 및 대사질환 환자에서 암의 발생과 악화 기전을 이해하고, 맞춤형 치료 전략 개발에 기여할 수 있는 새로운 분자 타겟을 제시합니다. 더불어, 종양 미세환경 내 지방세포와 ECM의 역할을 규명함으로써, 암 치료의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다.
세포외기질(ECM) 리모델링과 섬유화 질환
세포외기질(ECM)은 조직의 구조적 지지뿐만 아니라 세포 신호전달, 분화, 생존 등 다양한 생물학적 기능에 관여합니다. 본 연구실은 ECM 단백질, 특히 Type VI collagen과 그 절단 산물인 엔도트로핀(endotrophin)이 비만, 당뇨, 암, 만성 간질환 등 다양한 질환에서 어떻게 리모델링되고, 이 과정이 조직 섬유화, 염증, 대사 이상에 어떤 영향을 미치는지 집중적으로 연구하고 있습니다.
비만 및 대사 스트레스 상황에서 ECM의 과도한 축적과 리모델링은 지방조직, 간, 기타 장기에서 섬유화와 만성 염증을 유발하며, 이는 인슐린 저항성, 조직 기능 저하, 암의 악성화 등 다양한 병리적 결과로 이어집니다. 연구실에서는 ECM 리모델링의 분자적 조절 기전, 엔도트로핀의 생성 및 활성화 경로, 그리고 이들이 세포 내 신호전달 및 유전자 발현에 미치는 영향을 동물 모델, 유전자 조작, 오믹스 분석 등 첨단 기법을 활용해 규명하고 있습니다.
또한, ECM 리모델링을 표적으로 하는 신약 개발, 항섬유화 치료제, 그리고 ECM 유래 바이오마커 발굴 등 실용적 연구도 병행하고 있습니다. 이를 통해 만성 대사질환 및 암 환자에서 ECM 리모델링을 제어함으로써 질환의 진행을 억제하고, 새로운 치료 전략을 제시하는 데 기여하고 있습니다.
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김사희 학생, Cancer Research 논문 (IF:11.2) accept 축하합니다!!
김사희
Cancer Research, 1970
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Lee B, Rho JS, Jeong H, Kim Y, Lee J, Yun C, Park J, Kim, D-S, Lee J, So MK, Kim A, Aohn DH*, and Lee S-G*
Animal Cells and Systems., 2024.12
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Ubiquitin ligase RNF20 coordinates sequential adipose thermogenesis with brown and beige fat-specific substrates
Jeon YG, Nahmgoong H, Oh J, Lee D, Kim DW, Kim JE, Kim YY, Ji Y, Han JS, Kim SM, Shon JH, Lee WT, Kim SW, Huh JY, Jo K, Cho J, Park J, and Kim, JB
Nature Communications, 2024
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