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한국 재생의료의 발전을 선도한다. 한국과학기술연구원 생체재료연구단 책임연구원 김상헌 박사

3차원 세포배양 기술 개발 등 조직공학 분야에서 활약 돋보여

 

2002년부터 시행된 보건의료 기술진흥 유공자 정부 포상 제도는 보건의료 분야에서 탁월한 성과가 있는 연구자나 보건 산업 육성 및 진흥에 기여한 사람들의 공적을 기리기 위한 시상으로 이를 통해 보건의료 분야의 기술개발 활동을 장려하고 연구자들의 사기 진작과 기술개발 의욕 등을 고취시키기 위한 목적으로 제정됐다.

2017년 보건의료 기술진흥 유공자 정부 포상에서 보건복지부 장관상을 수상한 UST KIST 스쿨 바이오-메디컬 융합전공 교수인 김상헌 박사는 한국과학기술연구원 생체재료연구단 책임연구원으로 활동하면서 10년간의 연구 끝에 3차원(3D) 세포배양 및 그 응용기술 개발에 성공했고 일본, 미국 등지에서 말토오스 결합 단백질을 이용한 생리활성 폴리 펩타이드 고정화 방법에 대한 특허를 획득하는 등 조직공학 분야에서 두드러진 활약을 보이고 있다.

 

2017년 보건의료 기술진흥 유공자 정부 포상 보건복지부 장관상 수상

김상헌 박사와의 본격적인 인터뷰에 앞서 이번 보건의료 기술진흥 유공자 정부 포상 보건복지부 장관상 수상에 대한 소감을 물었다.

“3차원 세포배양 및 응용기술 연구는 2005년부터 시작해 대략 10여년이 넘게 걸린 프로젝트였습니다. 또한 앞으로 임상 및 상용화를 위해서는 10년 정도의 시간이 더 필요한데요. 새로운 임상 연구의 시작을 앞둔 시점에서 상을 받다 보니 제게는 큰 힘이 됩니다. 이번 수상은 앞으로의 연구도 계속 열심히 하라는 격려의 의미라고 생각하며 제가 맡은 연구를 더욱 열심히 하겠습니다.”

김 박사의 3차원 세포배양 연구는 현재 심장과 다리 부분의 폐색동맥 치료를 위해 몸에 가장 중요한 혈관을 만들고 기능세포를 믹스해 조직화하는 것으로 핵심기술 개발은 이미 마친 상태이며 앞으로 다양한 임상 연구를 통해 치료제 개발 및 상용화를 위한 연구를 지속적으로 해 나갈 예정이다.

3차원 세포배양 기술 연구는 줄기세포치료 위험도가 낮은 중중하지허혈 치료를 중심으로 연구가 이루어지고 있는데 이밖에도 뇌 이식이나 근육, 척수 등 다양한 분야에서 활용이 가능한 원천 기술인만큼 그 활용 범위가 넓어 김상헌 박사는 이를 응용하고 활용할 수 있는 방안을 연구하는데 더욱 집중할 계획이라고 한다.

 

 

세포가 생체 내 환경과 유사한 활동성을 보이는 3D 세포배양

줄기세포 연구 가운데서도 최근 가장 주목을 받고 있는 3차원 세포배양 기술은 기존 2D보다 자연스러운 세포 형태를 보이며 세포 간 상호작용이 많고 인간의 신체조직처럼 입체적인 환경을 조성해 세포 본래의 특성을 재현하기 때문에 세포가 생체 내 환경과 거의 비슷한 활동성이 나타난다.

“3차원 세포배양은 줄기세포를 가지고 미세한 조직을 만드는 것입니다. 소재와 세포 그리고 세포와 세포 사이의 힘이 조직 통합 분야의 핵심요소라 할 수 있는데요. 세포를 이식한 후 생체 환경에서 얼마나 오래 살 수 있는 지가 바로 3차원 세포배양의 핵심 기술입니다. 생체 이식에서 생기는 생물학적 반응은 예측이 불가능하기 때문에 가장 어려운 부분이에요. 하지만 꾸준히 시도하고 도전하는 것만이 좋은 결과를 얻는 지름길입니다.”

신개념 의학 분야인 재생의료는 세포와 생체 재료를 혼합해 손상된 조직이나 장기 기능을 복원해 정상화시킴으로써 각종 만성질환 및 난치병 치료에 큰 효과를 보이고 있다. 이에 따라 국내 각 기업들의 줄기세포 연구가 활기를 띄고 있고 정부 및 민간 차원에서도 재생의료 발전에 대한 지원 마련을 강화하고 있다.

 

 

재생의료의 궁극적 목표는 인공 장기를 만드는 것

김상헌 박사는 재생의료의 궁극적 목표는 인공 장기를 만드는 일이며 최고의 치료 방법은 장기이식이라고 했다.

인공 장기를 만드는 것은 미래 보건의료 산업을 위한 국가적 실천과제로 인공 장기를 만들 수 있는 핵심 기술 개발을 위한 꾸준한 노력이 필요합니다. 4차 산업혁명의 도래는 빠른 속도로 의료분야의 작업 환경까지 바꿔 나가고 있는데요. 이제는 3D 프린팅 기술을 접목시켜 인간의 세포조직에서부터 인공 장기까지 제작이 가능하기 때문에 우리의 예상보다 더 빨리 인공 장기가 개발될 수도 있을 거예요. 아직까지는 현실적으로 어려운 문제들이 많지만 멀리 내다보고 국가적 차원에서 관련 분야에 대한 연구 지원을 더욱 확대해 나간다면 더 빠른 시일 안에 보다 향상된 국민 건강과 삶의 질에 기여하는 의료 서비스가 현실로 다가올 겁니다.”

김 박사는 인공 장기가 완성되기 위해서는 아직 많은 시간이 필요하지만 3D 세포배양 기술은 인공 장기를 완성하기 전까지 다양한 부분의 임상에 큰 도움이 될 수 있다고 말했다.

 

유학 시절 연구소 생활 중 3차원 세포배양 입문해

김상헌 박사가 3차원 세포배양 연구를 하게 된 계기는 유학을 시작하면서부터라고 한다. 대학에서 미생물학을 공부했던 김 박사는 학교 졸업 후 평범한 직장인으로서의 삶을 살던 중 새로운 것을 하고 싶다는 강한 열망을 느꼈다고 한다. 그래서 일본 유학을 선택해 학업을 다시 이어가게 됐는데 재료와 세포를 함께 배울 수 있는 연구소에 들어가면서 박사과정 중에 3차원 세포배양 연구에 입문하게 된다.

연구는 한 분야에 집중하면서 넓게 알아가는 것이 중요합니다. 조직공학은 조직에서 세포를 분리해 생체 조직과 장기를 만들기도 하고 사람의 골수나 피부, 혈관에 존재하는 줄기세포를 이용하기도 하는데 재료와 세포는 매우 유기적 관계이기 때문에 각각의 분야를 잘 알아야 조직공학도 가능해집니다.”

김 박사는 재료와 세포 분야에 있어서 자신감을 보였다. 조직공학의 실용화를 위해서는 재료와 세포의 관계를 통합적으로 이해를 하는 것이 무엇보다 중요하다고 강조했다.

 

 

유시유종의 자세로 10년 연구 이어와

김상헌 박사에게 10년 동안 포기하지 않고 3차원 세포배양 기술 연구에 몰두할 수 있었던 비결을 물었다.

“10년 정도의 연구 기간은 그렇게 긴 시간이 아닙니다. 하지만 한국에서는 아직 드문 케이스이긴 하죠. 연구를 계속해 오면서 결과에 대한 확신이 있었던 건 아니었어요. 그저 유시유종의 자세로 제가 맡아 시작한 연구의 마침표를 꼭 찍고 싶었습니다. 저는 한 분야의 전문가라고 한다면 이런 연구에는 바로 이 사람 이렇게 떠올릴 수 있을 만큼은 되어야 한다고 생각합니다. 또한 자신만의 연구 브랜드를 갖기 위해서는 2-30년 정도의 꾸준한 노력과 투자가 필요해요. 연구라는 것은 시간에 비례해 즉각적인 결과물이 나오는 것도 아니고 오랜 시간을 진행한다고 해서 성공이 보장되는 것도 아니거든요. 분명한 건 꾸준히 시도하고 도전할 때 의미 있는 결과를 얻을 수 있다는 거예요. 이게 가능하려면 현재는 어려운 상황과 여건이지만 국가 차원에서 많은 연구 지원이 이루어져야 합니다.”

김상헌 박사는 끝으로 자신의 연구 기술이 임상을 통해 한국의 재생의료 발전에 기여하여 많은 사람들에게 도움이 되고 싶다는 뜻을 피력했다.

앞으로 인공 장기를 만들 수 있는 핵심기술을 개발하고 그것을 다양한 질환이나 조직에 접목시켜 바이오헬스 사업 연구를 끝까지 마무리하여 우리 사회에 공헌하고 싶습니다.”라고 강한 의지를 내비췄다.

 

취재 : 김시동 기자.