본 연구실에서는 줄기세포, 그 중에서도 인체의 장기/조직 중 가장 복잡하고 신비로운 구조체인 뇌를 구성하는 모든 종류의 세포를 생산해낼 수 있는 신경줄기세포를 대상으로 연구하고 있습니다.

신경줄기세포는 손상된 뇌를 치료할 수 있는 응용적 측면에서도, 우주만큼 복잡하고 신비로운 뇌의 발생과정 탐구라는 기초연구 측면에서도 매우 매력적인 연구 대상입니다. 

그림 1. 신경줄기세포는 뇌를 구성하는 neuron, astrocyte, oligodendrocyte를 생산

1. 응용 가치가 높은 신경줄기세포

신경줄기세포의 증식과 분화 조절: 뇌질환 치료의 재생의학적 접근법의 핵심

퇴행성 뇌질환 등 신경세포의 손상과 기능 이상으로 인해 발생하는 다양한 뇌질환의 근본적인 치료를 위해서는 건강한 정상 세포로 대체하는 것이 가장 이상적이고 완벽한 방법입니다. 이는 신경줄기세포의 증식과 분화 과정의 이해를 필요로 하며 본 연구실에서는 이와 관련된 다양한 기전을 분석하고 새로운 인자를 발굴하고 있습니다.

그림 2. 본 연구실에서 발굴한 Gene A의 발현을 억제(knockdown, KD) 했을 때 신경줄기세포의 증식이 감소되고(A),  neuron의 생성이 저해됨(B)을 관찰함. 이는 Gene A가 줄기세포 증식을 촉진하며 neuron의 생성을 촉진하는 인자라는 것을 의미

2. 생명현상을 탐구하는 기초연구 소재로서의 신경줄기세포

신경줄기세포: 뇌발생을 가능하게 하는 주인공

뇌의 발생과 성장은 곧 신경줄기세포의 증식과 분화로 생산되는 다양한 뇌 세포들이 축적된 결과입니다(그림 3). 신경줄기세포의 성장과 분화 과정에는 다양한 유전자들이 관여하는데 아직 그 기능이 밝혀져 있지 않은 경우가 많습니다. 이러한 유전자를 in utero gene transfer 기술을 이용, 생체 뇌에서 발현시킨 후(그림 4-6) 신경줄기세포의 특징을 어떻게 변화시키는지에 대하여 연구합니다.     

그림 3. 시간이 흐름에 따라 신경줄기세포가 다양한 종류의 신경세포를 생산해내면서 뇌의 크기가 커짐(https://doi.org/10.1177/11790695187593)

그림 4. 초음파 영상 이미지를 이용한 발생단계 뇌로의 유전자 전달 

그림 5. 발생단계 뇌에서 신경줄기세포가 존재하는 지역에 원하는 유전자를 전달하고 

붉은색 신호를 통해 성공적으로 외래 유전자가 발현되고 있음을 확인

그림 6. 초음파 영상 이미지를 이용한 유전자 전달 후 성체시기 마우스에서 유전자 발현패턴 분석 

대표 논문 예

EMBO Reports, Development 등 신경줄기세포와 뇌를 주제로 우수한 저널에 논문을 발표하고 있습니다.