서울대학교 치의학대학원

김우진 교수팀, 체적 근육 손실 치료를 위한 새로운 해결책 제시
혈관구조가 포함된 근육 모사체를 이용해 대면적 근육 손상 치료 [연구필요성] 체적 근육 손실(Volumetric Muscle Loss, VML)은 교통사고나 전장과 같은 위험한 환경에서 외부 충격으로 인해 골격근의 약 20% 이상이 손상되는 심각한 상태를 의미한다. VML은 자연 치유 방법으로는 원 상태로 회복될 수 없으며, 근육 기능 저하와 같은 후유증이 발생 된다. 이를 극복하기 위해 조직공학적 접근법을 활용한 치료법 개발에 대한 연구가 필요하다. [연구성과/기대효과] 이 연구는 체적 근육 손실 치료를 위한 새로운 해결책을 제시하며, 기존 조직공학적 접근법의 한계를 극복한 점에서 큰 성과를 가지고 있다. 특히, 혈관 구조를 포함한 대규모 근육 조직을 제작하고, 이를 동물 모델에서 검증하여 임상적 적용 가능성을 높인 점이 핵심적인 특징이라 할 수 있다. [본문] 체적 근육 손실(Volumetric Muscle Loss, VML) 발생 후 근육을 재생하고 기능을 회복하는 것은 여전히 중요한 임상적 도전 과제로 남아 있으며, 기존 치료법이 발전했음에도 불구하고 완전한 해결책은 부족한 상황이다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 혁신적인 바이오제작 기술과 줄기세포 기술을 결합한 전략을 도입하여 대규모로 확장 가능한 혈관 구조를 포함하는 근육 섬유 다발을 생성하는 방법을 제시한다. 특히, 내재형 다중 재료 바이오프린팅(embedded multi-material bioprinting) 기법을 활용하여 비 희생성(non-sacrificial)지지-하이드로겔 내 hiPSC (인간 유도만능줄기세포)를 포함한 광가교성 생체재료를 이용해 복잡한 기하학적 구조를 제작할 수 있도록 하였다. 최적화된 근육 섬유 바이오잉크는 3D 배양 환경에서 hiPSC-유래 근육 전구세포(human induced pluripotent stem cell derived muscle precursor cells, hiPSC-MPCs)의 분화 및 성숙을 촉진하여 골격근 섬유 다발 형성을 유도했다. 또한, 혈관내피세포로 구성된 미세 채널로 혈관과 유사한 구조를 형성함으로써, 근육 줄기세포의 생존력과 기능이 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo)에서 유지할 수 있도록 하였으며, 이를 통해 이식된 구조체와 숙주 조직 간의 통합을 더욱 향상 시킬 수 있었다. 이러한 hiPSC-MPCs와 혈관구조가 포함된 3D 구조체를 체적 근육 손상이 유도된 동물 모델에 이식한 결과, 혈관이 형성된 바이오프린팅 조직 내에서 인간 세포의 이식 및 생착이 향상됨이 확인되었다. 본 바이오프린팅 기술을 활용하면 줄기세포가 포함된 건축 블록(~1 cm³ 크기)을 제작할 수 있으며, 지지 매트릭스의 크기와 형태를 조정하여 더욱 확장할 수 있다. 이 블록들은 생체재료 접착제(biomaterial glue)를 이용해 조립할 수 있으며, 근육 결손 환자에게 이식 가능한 대형 구조체를 형성시킬 수 있다. 이러한 첨단 바이오 제작 접근법은 생체 모사 조직을 대량으로 생산할 수 있는 가능성을 제공하며, 체적 근육 재생 치료를 향상시키는 실용적이고 확장가능한 솔루션이 될 것으로 기대한다. [연구결과] Engineering large-scale hiPSC-derived vessel-integrated muscle-like lattices for enhanced volumetric muscle regeneration Myung Chul Lee, Yasamin A. Jodat, Yori Endo, Alejandra Rodríguez-delaRosa, Ting Zhang, Mehran Karvar, Ziad Al Tanoury, Jacob Quint, Tom Kamperman, Kiavash Kiaee, Sofia Lara Ochoa, Kun Shi, Yike Huang, Montserrat Pineda Rosales, Hyeseon Lee, Jiseong Kim, Eder Luna Ceron, Isaac Garcia Reyes, Adriana C. Panayi, Xichi Wang, Ki-Tae Kim, Jae-I Moon, Seung Gwa Park, Kangju Lee, Michelle A. Calabrese, Junmin Lee, Ali Tamayol, Luke Lee, Olivier Pourquié, Woo-Jin Kim, Indranil Sinha, Su Ryon Shin (Trends in Biotechnology, https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2024.08.001) [그림설명] hiPSC 유래 혈관 통합 근육 유사 격자(V.M.Ls)를 활용한 대규모 골격근 재생 ○ 서울대 대표 홈페이지> 연구> 연구성과

최세영 교수팀, 스트레스를 조절하는 측중격 성상교세포 규명
스트레스 조절 인자로서의 성상교세포의 역할 [연구필요성] 성상교세포 (Astrocyte)는 뇌의 대부분을 차지하는 세포로 단순히 신경 세포를 지지하거나 주변 환경을 조절하는 역할을 넘어 다양한 상황에서 신경회로를 적극적으로 조절한다. 하지만 스트레스 반응의 중추로 알려진 측중격 (lateral septum)에서 성상교세포의 역할에 대해서는 알려진 바가 없다. [연구성과/기대효과] 연구팀은 스트레스에 민감하게 반응하는 영역으로 알려진 측중격에서 성상교세포가 다양한 스트레스 자극에 반응하는 것을 관찰하였다. 성상교세포 활성을 인위적으로 조절하면 스트레스에 대한 민감성이 달라지는 것을 발견했다. 성상교세포는 아데노신 A1 수용체를 통해 흥분성 신경회로를 조절하는 반면, 아데노신 A2A 수용체를 통해 억제성 신경회로를 조절하는 다면적 조절자로 작동하였다. 이러한 연구를 통해 성상교세포가 신경회로의 조절자로서 스트레스 반응성을 조절하는 중요한 인자로 작용함을 밝혔다. [본문] 사람의 감정 및 스트레스 반응은 뇌기능의 산물로서 측중격(Lateral Septum)을 포함한 다양한 뇌영역과 신경회로에 의해 조절된다. 일반적으로 뇌기능은 신경세포와 신경세포간의 신호전달에 의해 매개된다고 알려져 왔다. 하지만 뇌에는 신경세포외에 다양한 신경교세포가 공존하는 바, 신경교세포가 감정 및 스트레스 조절에 참여할 수 있는지는 잘 알려져 있지 않았다. 본 연구팀은 생쥐 측중격의 성상교세포가 감정 및 스트레스 조절에 참여함을 발견하였다. 측중격 신경세포가 그러하듯 측중격 성상교세포도 혐오적 감정과 사회적 스트레스 상황에서 세포 내 Ca2+ 농도의 증가를 보이며 활성화되었다. 측중격 뇌절편을 이용한 전기생리학적 신경활성 측정 결과들은 성상교세포가 측중격 뇌영역별로 달리 작동한다는 흥미로운 사실을 밝히게 된다. 측중격 전반적으로 성상교세포의 활성화는 아데노신의 분비와 A1 수용체의 도움을 받아 측중격 신경세포의 흥분성 시냅스 전달을 감소시켰다. 하지만 측중격 중간영역 (intermediate lateral septum) 에서는 분비된 아데노신이 A2A 수용체 (A2AR) 신호 전달을 통해 억제성 시냅스 전달을 강화하였다. 동시에 측중격 성상교세포는 먼 거리에 있는 측중격 신경세포에 대한 억제성 신호를 감소시켜 신경회로의 활성을 증가시켰다. 이러한 결과는 측중격 성상교세포가 억제성 신경세포로만 구성된 영역에서 “억제해제 (disinhibition)”를 유도하여 측중격 신경세포를 조절하고 이들의 역동적인 상호작용이 스트레스 경험에 대한 생리적 및 행동적 반응을 조절한다는 사실을 말해준다. 본 연구팀의 연구는 혐오적 감정과 스트레스 행동의 뇌 기전을 신경회로 수준까지 깊이있게 이해하는데 기여하였다. 본 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구자 지원사업의 지원을 받아 수행되었으며, “Astrocytic inhibition of lateral septal neurons promotes diverse stress responses”이라는 제목의 논문으로 국제 학술지인 “Nature Communications”에 게재되었다. [연구결과] Astrocytic inhibition of lateral septal neurons promotes diverse stress responses Kain Seo, Sanghyun Won, Hee-Yoon Lee, Yeonju Sin, Sangho Lee, Hyejin Park, Yong Geon Kim, Seo Young Yang, Dong-Jae Kim, Kyoungho Suk, Ja Wook Koo, Myungin Baek, Se-Young Choi & Hyosang Lee (Nature Communications, https://doi.org/10.1038/s41467-024-54376-x) [그림설명] 측중격 성상교세포에 의한 측중격 신경회로 활성 조절 기전 ○ 서울대 대표 홈페이지> 연구> 연구성과

조재진 교수, 2024 산업기술 R&D 종합대전,‘산업기술진흥 유공’ 대통령 표창
□ 서울대학교 치의학대학원 조재진 교수는 지난 11월 27일, 산업통상자원부 주관 2024년 산업기술R&D 종합대전에서‘산업기술진흥 유공 대통령 표창’을 수상했다. □ 산업기술진흥 유공은 국가 산업 발전에 기여한 공이 큰 기술인을 대상으로 포상하는 제도로, 국내 산업기술의 중요성에 대해 국민적 공감대를 형성하고 우리 기술의 우수성을 알리고자 마련된 국내 최고 권위 기술상 중 하나로 꼽힌다. 치의학대학원 조재진 교수는‘산업기술유공 대통령 표창’을 수상하였으며, 바이오산업에서 신기술 및 첨단의학 분야로 꼽히는 오가노이드 재생치료제라는 신기술의 실용화로 기술혁신 및 바이오산업 발전에 기여한 공로를 인정받았다. □ 치의학대학원 조재진 교수는 국내 최초 오가노이드 재생치료제 식약처 허가 제1상 임상시험 투약완료와 순수 국내기술로 개발한 오가노이드 제작 원천기술 확보를 통해, 오가노이드 기반 재생치료제가 먼 미래가 아닌 이제는 현실화되고 있는 첨단 재생의학치료제로서 우리나라 바이오 산업의 위상을 높였다고 평가받고 있다. □ ㈜셀인셀즈는 서울대학교 치의학대학원 조재진 교수가 2014년에 설립한 벤처기업으로“고품질 오가노이드 재생치료제”를 개발하는 전문기업이다. 오가노이드 기반 치료제는 “국가전략기술” 및 “국가첨단전략기술”로 지정었으며, ㈜셀인셀즈는 이 분야를 선도하는 대표적인 바이오·헬스케어 산업의 유망기업이다. □ ㈜셀인셀즈가 개발·보유하고 있는 핵심기술은 “오가노이드 제조방법 플랫폼” 기술이다. 이 기술은 ㈜셀인셀즈가 독창적으로 개발한 3차원 조직형상 플랫폼 기술((Tissue Reforming Technology Platform)로서, 사람 발생 초기과정을 모사, 수학 계산식으로 확립한 중간엽줄기세포를 배양시켜, 자기재생(Self-renewal)과 자기구조화(Self-Organizing)를 하는 3차원으로 구성된 오가노이드를 형성하는 플랫폼 기술이다. 해당 기술은 지난 6월에 특허가 등록되었으며 해외 오가노이드 기술의 개량 및 보완이 아닌, 세계 최초로 ㈜셀인셀즈가 고안한 창조적인 기술이다. □ ㈜셀인셀즈는 다양한 오가노이드 재생치료제 파이프라인을 준비하고 있다. 현재 피부재생치료제 임상1상 투약을 완료했으며, 중증 연골결손/골관절염, 오십견 등의 오가노이드 재생치료제에 대한 허가용 비임상시험 진행 및 세포은행 구축을 추진하고 있다. 2024 산업기술 R&D 종합대전,‘산업기술진흥 유공’ 대통령 표창 수상 조재진 교수 (서울대학교 치의학대학원)

치과교정학교실 및 백승학 교수, III급 부정교합 연구관련 등재논문편수와 인용편수에서 세계 1위 쾌거
서울대학교 치의학대학원 치과교정학교실 및 백승학 교수가 III급 부정교합 연구동향에서 등재 편수와 인용 편수에서 각각 세계 1위를 차지하였다. 이는 서울대 치의학대학원 치과교정학교실이 지난 2019년 치과교정학 분야 저널 등재 편수의 세계 1위와 2023년 인공지능을 이용한 치과교정학 및 악교정수술학 관련 상위 인용논문 등재 편수 세계 1위에 이은 3번째 쾌거이다. 2024년 7월 SCI 저널「Clinical Oral Investigations」에 게재된 연구에 따르면 2000~2023년 발표되었던 III급 부정교합에 관련된 연구논문 3,682편을 분석한 결과, 해당 논문들에 기여한 주요 저자와 기관 중에서 백승학 교수는 48편의 논문과 873번의 인용수로 1위를 차지하였으며, 서울대 치의학대학원 치과교정학교실은 95편의 논문과 1661번의 인용수로 각각 1위를 차지하였다 (그림 1) (Hu et al. Clinical Oral Investigations 2024;28:420 DOI: 10.1007/s00784-024-05811-2). 그림 1. III급 부정교합연구에서 세계 top10 연구자 (A) 와 연구기관 (B) □ III급 부정교합은 동양인에서 특히 많이 발생하며, 초기혼합치열기부터 성장이 완료되는 시기까지 장기간에 걸친 일관된 치료가 필요하며, 1/4 정도의 환자가 악교정수술을 받게 되는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 서울대학교 치의학대학원 치과교정학교실이 III급 부정교합 분야에서 전세계적으로 선도적인 연구 역량을 갖추고 있음을 보여주었다. □ 서울대학교 치의학대학원 치과교정학교실 백승학 교수는 “지금의 학문적 결실에 안주하지 않고, 전문적인 인재 양성과 끊임없는 연구역량 증진을 통해 서울대학교 치의학대학원 치과교정학교실이 세계 최고의 자리를 유지할 수 있도록 최선을 다하겠다”라고 밝혔다. □ 서울대 보도자료

김선영 교수, 2024 한국인체자원은행사업 심포지엄, 보건복지부 장관 표창 수상
□ 서울대학교 치의학대학원 김선영 교수(서울대학교치과병원 인체유래물은행장)가 지난 11월 21일 개최한 ‘2024 한국인체자원은행사업(KBP: Korea Biobank Project) 심포지엄’에서 보건복지부장관 표창을 수상했다. □ 질병관리청 국립보건연구원이 주관한 이번 심포지엄은 한국인체자원은행 네트워크의 인체자원을 활용한 학술 및 사업 성과 사례를 공유하고, 이를 바탕으로 산업계와 바이오뱅크 간 협력을 통해 바이오헬스 산업 발전 방안을 모색하는 자리였다. □ 김선영 교수(치의학대학원 치과보존학교실)는 2020년 2월부터 서울대치과병원 인체유래물은행장을 맡아, 구강유래 인체자원의 신규 발굴과 가이드라인 개발, 치과계를 대표하는 인체유래물은행 네트워크 확립 등을 통해 구강보건의료 R&D 활성화와 국민 구강건강 증진에 기여해 왔다. 서울대치과병원 인체유래물은행은 치과계 최초로 인체자원은행 특성화 지원사업 4기에 거점은행으로 선정되었으며, 임상역학정보의 빅데이터화 및 표준화 프로그램 개발, 분양 활성화에 힘쓰고 있다. □ 김선영 교수는 “고부가가치의 구강유래 인체자원의 수집과 분양을 통해 많은 보건의료바이오 연구자들이 구강 마이크로바이옴 등의 최첨단 연구, 질환 극복 연구 등을 위한 실질적 연구의 기반을 마련하는 데 중추적인 역할을 할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다 2024 한국인체자원은행사업 심포지엄, 보건복지부 장관 표창 수상 (맨 왼쪽이 김선영 교수) □ 서울대 보도자료

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