생체방어연구의 체계적인 수행으로 국가경쟁력 높여

생체방어란 생물개체, 조직, 세포가 스트레스, 이물, 병원체 등에 고난을 당할 때에 나타나는 반응을 총칭하는 말로써 이러한 반응의 실체는 동물에서는 스트레스단백질, 인터페론, 아드레날린 등의 생성, 분비, 면역반응에서 항체생성 등이며, 식물의 경우에는 과민감반응 등으로 다양하다. 인체의 경우에는 가장 대표적인 생체방어 시스템으로 재채기나 기침, 눈물 등을 들 수 있는데, 이를 관장하는 것이 바로 점막상피세포이다. 이것은 호흡기 및 소화기, 생식기, 안구에 존재하는 표면 상피세포와 점막하 분비세포로 나눌수 있는데, 상피세포들은 여러 이온과 단백이 함유된 점액을 생성하고 분비하면서 외부에서 침입한 병원균 및 자극원으로부터 생체를 보호하는 역할을 하고 있다. 하지만 이러한 점액생성조절의 불균형이 발생하면 호흡기, 소화기 질환의 발병원인으로 작용하게 된다.

생체방어연구, 학문적·실용적 가치 매우 높아

연세대학교 생체방어 연구센터가 연구하고 있는 상피세포는 인체 외부와 내부의 경계를 이루고 있는 조직으로 호흡기계 및 소화기계 등 도관 구조를 이루고 있다. 특히 장기의 내강은 점막 상피세포로 구성되어 인체 방어의 최전선으로 상피세포 사이는 tight junction을 이루고 있어서 물질 및 병원체 통과의 장벽 역할을 한다. 한편 점막 상피세포는 mucin, trypsin 등의 방어 물질을 분비하여 인체에 침입하는 질병유발 물질을 막아내는 역할을 하는데, 점막상피는 외부 공격인자가 침입할 때 선천면역 시스템을 비롯한 방어신호를 활성화하며 우리 몸을 보호하게 된다. 이렇듯 우리 몸이 가지고 있는 선천적인 면역력에 대한 연구를 통해 선천면역 구성요소가 활성화 되거나 억제되는 현상을 조절하여 인간이 가지고 있는 질환의 치료법 개발은 학문적겱퓻育岵막?매우 가치가 높다.

생체방어연구 통해 치료제 개발에 박차

세계적인 생체방어 연구기관인 미국 NIH와 일본 Kagishima 대학에서 Visiting Scientist의 경력은 물론 최근 10 년간 SCI논문 130여편을 발표하며 국내 생체방어 연구의 권위자로 통하는 윤주헌 교수가 이끌고 있는 ‘연세대학교 생체방어 연구센터’는 지난 2007년 9월, 한국과학재단이 지원하는 의학선도연구센터로 선정된 후, 인체유래 상피세포의 배양법 등 세계적으로 연구경쟁력 있는 첨단 연구기술과 지식을 확보하고 있는 생체방어 우수연구센터이다.

이곳을 이끌고 있는 윤주헌 교수는 “외부로부터 인체로 들어오는 각종 세균과 바이러스, 곰팡이, 공해물질 등과 같이 알레르기를 일으키는 물질이 코와 기관지, 폐를 지칭하는 호흡기와 소장, 대장 등을 지칭하는 소화기에 질병을 일키는 기전을 연구하고 있습니다”라고 센터를 소개하면서 “저희가 연구하고 있는 분야는 인류 복지를 위하여 지속적인 연구개발 수요가 있는 분야로, 지금까지는 상대적으로 국내에서 그 중요성이 부각되지 못하였지만, 향후 지속적인 개발 전망이 있는 분야입니다. 특히 근래 일차적 생체방어 기전에 대한 세포생물학적인 지식 증가로 주요 상피 세포 질환 및 염증 질환에서 기전에 근거한 치료법(mechanism-based therapy) 개발이 전 세계적으로 활발히 진행되고 있어 생체방어연구 분야에서 우위를 선점하기 위해 연구원 모두가 불철주야 노력하고 있습니다”라고 전했다.

덧붙여 “사람의 코점막 상피세포를 이용한 실험적 연구와 함께 쥐를 이용한 알레르기 비명 모델과 각종 유전자 조작 쥐를 만들어 질병의 근원적인 해결을 위해 매진하고 있습니다”라고 이야기하며, 최근 세균이 호흡기 점막에서 염증을 일으키는 기전에 활성산소 발생효소가 핵심적인 역할을 한다는 것을 밝혀냈을 뿐만 아니라 알레르기성 비명의 가장 흔한 원인물질인 집먼지 진드기가 알레르기 증상을 유발하는 기전임을 새롭게 발견하고 보고서를 준비하고 있으며, 이를 기반을 새로운 세균성 호흡기 염증 질환 및 알레르기 질환 치료제 개발에도 박차를 가하고 있다고 밝혔다.

우수인력양성 및 연구경쟁력 증진에 주력

우리 몸을 지키는 1차 생체방어 시스템인 상피세포는 인체 외부와 내부의 경계를 이루는 조직으로 특히, 호흡기계 및 소화기계 등 도관 구조를 이루고 있는 장기의 내강은 점막 상피세포는 인체 방어의 최전선을 형성하게 되는데, 이전의 생체방어 연구는 주로 항체 형성 등의 adaptive immunity에 의한 2차 방어 시스템을 구성하는 세포들과 이들의 네트워킹에 큰 비중을 두어 왔다. 하지만 최근 외부침입 인자를 인식하는 pattern recognition receptor (Toll-like receptor, NOD1 등)의 발견과 기능이 규명되고, 외부침입인자 인식에 의한 비특이적 선천면역·염증 기전이 밝혀지면서, 이에 대한 연구가 빠르게 진행되고 있다. 우리 인체의 일차적 방어선을 형성하고 있는 가장 오래된 생체 방어 시스템인 선천 면역의 중요성이 부각되면서 이에 대한 연구가 중점 연구대상으로 부상하고 있는 것이다.

이미 세계 최대의 생명과학 연구기관인 미국의 NIH에서도 생체방어시스템에 대한 연구를 중요 전략 과제로 선정하고 전폭적인 지원과 연구가 진행되고 있다. 하지만 우리의 생체 방어 연구는 시스템을 형성하는 구성 요소들을 중심으로 개별적인 연구로만 진행되어 지고 있다는 것이 안타까운 현실이다.

윤주헌 교수는 이에 대해 “우리의 생체방어에 대한 연구는 이를 총괄적으로 이해하고, 궁극적으로 생체 방어 조절에 이용하고자 하는 시스템적인 접근이나, 이를 달성하기 위한 집단적인 연구가 전무했던 것이 사실 이었습니다”라며, “우리 생체방어우수센터는 호흡기, 소화기 질환 등의 분자생물학적겮셕台燻?隙?특성을 규명하여 관련 생명과학 발전의 토대를 마련하는 한편, 이를 통해 생체방어 관련 유전자 정보와 생명공학기법을 이용한 치료기술 개발의 기반지식을 확보해 국가 경쟁력 향상은 물론, 국내겳?생체방어 관련 기관들과 유기적인 연구체계를 구축해 기초 연구기반의 확립과 우수인력양성, 연구 경쟁력을 증진시킨다는 목적을 가지고 연구에 매진하고 있습니다”라고 앞으로의 포부를 밝혔다.

연세대학교 생체방어연구센터 윤주헌 교수
ㆍ2004~현재 연세대학교 기도점액연구소 소장
ㆍ2005~2008 연세의료원 의과학 연구처 연구처장
ㆍ2007.9~현재 한국연구재단 우수연구센터(SRC) 생체방어연구센터 센터장
ㆍ2008~2009 연세대학교 의과대학 교무부학장
ㆍ2009~현재 Avison 의생명연구센터 추진단 실험동물 기획팀장
ㆍ2009~현재 연세대학교 의과대학 학장