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Research interest
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세포 내 복잡한 대사 네트워크의 심층적인 이해와 대사 재편성(metabolic reprogramming) 연구
분석 방법론을 개발하고 적용하여, 생체 시스템 내 대사 흐름과 조절 메커니즘을 규명
우리는 "세포 안에서 일어나는 복잡한 대사 변화를 읽어내어 질병을 이해한다"는 목표로 연구하고 있습니다.
세포는 마치 정교한 화학공장처럼 수많은 대사물질들이 끊임없이 만들어지고 변환되는 곳입니다.
우리는 대사체학을 중심으로 한 멀티오믹스 접근법을 통해 이런 복잡한 대사 네트워크가 어떻게 작동하는지,
그리고 질병 상황에서는 어떻게 재편성되는지를 밝혀내고 있습니다.
단순히 현상을 관찰하는 것을 넘어서, 더 정확하고 효율적인 분석 방법들을 직접 개발하고 개선해 나가며,
생체 시스템 내에서 대사물질들이 어떤 경로로 흘러가고 어떻게 조절되는지 그 메커니즘을 하나씩 풀어나가고 있습니다.
Research lines
Research lines
신장암 세포, 지방 만드는 주 연료는 글루타민이 아닌 '포도당'
연구팀은 신장암(ccRCC) 세포의 지방산 de novo 합성(FADNS) 전구체인 LgAcCoA를 정확히 측정하기 위해 라노스테롤 생합성 신호를 활용하는 새로운 NMR 기반 방법을 개발했습니다.
이 방법을 생리적 영양분 농도(자연 환경)에서 적용한 결과, 지방 생성 LgAcCoA의 주요 탄소원은 글루타민이 아닌 포도당이며, 약 80%를 기여하는 것으로 나타났습니다.
글루타민은 지방 합성보다 TCA 회로 보급, 피리미딘 합성, 그리고 세포 생존에 필수적인 글루타치온 합성에 주로 관여하는 것으로 밝혀졌습니다.
글루타치온 합성을 억제하는 물질(BSO)이 정상 신장 세포보다 암 세포에 선택적인 억제 효과를 보이며, 이 경로가 ccRCC 치료를 위한 유망한 새로운 대사 표적이 될 수 있음을 시사합니다.
바늘 없이 소변으로 비알코올성 지방간염 조기 진단하는 '화학적 생검' 기술
NASH(비알코올성 지방간염) 진단의 표준은 여전히 침습적인 간 생검이지만, 본 연구는 소변을 활용한 비침습적 '화학적 생검' 접근법을 도입합니다.
이 방법은 NASH 환자 샘플에서 발현이 감소하는 TAT(Tyrosine Aminotransferase) 및 타이로신 분해 경로를 병리 관련 마커로 활용합니다. TAT는 타이로신 분해 경로의 첫 번째 효소입니다.
안정 동위원소인 D2-타이로신을 경구 투여한 후, 소변에서 간 대사산물인 D2-4HPP의 수치를 LC-MS로 측정하여 TAT 활성의 감소를 비침습적으로 감지합니다.
화학적 생검은 NASH 마우스 모델을 정상군과 효과적으로 구별할 수 있었으며, D2-HGA 및 D1-푸마레이트와 같은 하위 대사산물을 측정하면 진단 구별 능력이 더욱 향상되는 것으로 나타났습니다. 이 기술은 NASH 진단 및 관리를 위한 유망한 비침습적 방법으로 제시됩니다.
지방 대사 공략으로 교모세포종 약물 내성 극복: 뇌암의 새로운 취약점
교모세포종(GBM)의 테모졸로마이드(TMZ) 내성 기전을 규명하기 위해 TMZ 내성 세포(U87R)와 민감성 세포(U87) 간의 세포 모양, 지질 대사, 약물 내성 간의 삼자 관계(ternary relationship)가 조사되었습니다.
TMZ 내성 세포(U87R 및 환자 유래 세포)는 민감성 세포에 비해 더 둥글고 큰 세포질을 가졌으며, 콜레스테롤 및 지방산 합성이 증가하고 지질 불포화도 감소로 인해 막 유동성이 현저히 낮아졌습니다.
이러한 지질 대사 변화는 지질 합성을 조절하는 SREBP 경로(특히 SREBP2)의 상향 조절 및 활성화와 일치했으며, 이는 TMZ 내성 GBM 세포의 새로운 취약점으로 확인되었습니다.
SREBP 억제제인 파토스타틴(Fatostatin)은 TMZ 내성 U87R 세포 및 환자 유래 내성 일차 세포의 성장을 TMZ와 동등하거나 더 강력하게 억제하는 유망한 치료 표적-약물 쌍으로 제시되었습니다.
'노폐물' 젖산, 핵 속에서 유전자 조절의 핵심 연료로 작용
오랫동안 대사 노폐물로 여겨졌던 젖산이 히스톤 아세틸화의 주요 탄소 공급원이 될 수 있음이 발견되었습니다. 히스톤 아세틸화는 후성유전학적 조절의 중요한 과정입니다.
젖산의 탄소는 세포와 정제된 핵 모두에서 히스톤 H4에 최대 약 60%까지 통합되는 것으로 확인되었습니다.
이 과정은 핵에 국소화된 젖산 탈수소효소(LDHA)에 의존하며, LDHA 억제는 아세틸화를 감소시킵니다. 이는 핵 내에서 LDHA를 통해 젖산이 피루브산으로 변환된 후 아세틸-CoA로 전환됨을 시사합니다.
PANC-1 세포에서 젖산 농도는 아세트산이나 피루브산과 같은 다른 C2 공급원보다 약 10배 높게 측정되어, 효율적인 후성유전학적 조절을 위한 확산에 적합합니다.
생체 내(마우스 간 조직)에서도 젖산의 히스톤 아세틸화 기여가 확인되었으며, 특히 췌장암 조직에서 정상 조직보다 핵 LDHA의 국소화가 더 높게 관찰되어 질병 관련성을 보여줍니다.
이러한 발견은 젖산과 핵 LDHA가 세포 상태나 환경 조건에 의해 조절되는 대사-후성유전학 축의 주요 구조적 및 조절 요소임을 시사합니다.
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