Research

뇌졸중(ischemic stroke)과 같이 급성 손상을 입은 중추신경계의 세포들은 사멸과정에서 손상부위 주변의 별아교세포(astrocyte), 미세아교세포(microglia) 등의 신경아교세포(neuroglial cells) 및 중성구(neutrophil), 혈관주위대식세포(perivascular macrophage), 림프구(lymphocyte) 등의 다양한 비신경성 면역세포들과 상호작용을 주고 받습니다.  이 과정은 시기에 따라 서로 다르게 조절될 뿐(급성(acute) , 급성(subaucte), 만성기(chronic phase)) 아니라 손상부위(lesion core) 혹은 손상주변부위(Penumbra 반음영)에 따라서도 다른 반응이 유발되므로, 각 시기와 해부조직학적 위치에 따른 (spatiotemporal regulation) 정밀한 병리기전을 파악하는 것이 중요합니다.  

특히, 급성 손상 질환 특성상 뇌졸중 연구는 급성기의 면역세포들의 neurotoxic 한 효과를 조절하는 것에 집중되어 왔습니다. 그렇지만 임상현장의 뇌졸중 치료 트렌드는 조기관류 치료(early intervention) 및 2차예방(secondary prevention)에 중점을 두고 있기 때문에 이와 같은 급성기 modulation보다는 아급성/만성기의 회복 및 후유증을 조절하는 데 unmet needs가 있습니다. 

본 연구실에서는 급성 손상 후 회복기(아급성/만성기)의 주요 병태생리인 미세석회화(microcalcification), 아밀로이드소체(corpora amylacea), 및 섬유성 반흔(fibrotic scar) 형성과정 등의 연구를 통해 뇌졸중 후 회복을 촉진할 수 있는 표적물질을 발굴하고자 합니다. 

급성 뇌손상 후 손상중심영역의 섬유성 반흔형성 조절 연구

Modulation of fibrotic scar formation after acute brain injury

중추신경계에는 다른 말초장기와는 다르게 별아교세포 반흔(astroglial scar)가 형성되어 손상 후 신경세포의 축삭돌기 재생(axon regeneration)을 억제함이 잘 알려져 있었습니다. 그렇지만 최근의 여러 연구에 의해 중추신경계에도 섬유모세포(fibroblast)가 손상에 반응하여 active하게 섬유성반흔(fibrotic scar)을 형성하는데 관여함이 밝혀졌습니다. 손상부위에 recruit된 다른 면역세포들이 별아교세포와 섬유모세포와 어떤 상호작용을 함으로써 각각의 반흔형성이 조절되는지 핵심 세포의 subset과 spatiotemporal regulatory molecule을 밝힘으로써 궁극적으로 신경세포의 재생을 촉진할 수 있는 치료제를 개발하고자 합니다. 

Riew et al. (2020)

Riew et al. (2021)

뇌막림프계통의 해부조직학적 구조 규명 및 퇴행성 뇌질환의 뇌막면역학적 병태생리 연구

Meningeal lymphatics and CSF in/outflow pathways in humans: meningeal lymphatics and immunity in neurodegeneration

뇌척수액의 생성 및 배출과 관련해서는 고전적으로 거미막과립 및 정맥을 통한 경로가 잘 알려져 있으나 최신의 연구기법을 활용한 동물실험 결과 경막에 존재하는 림프관을 거쳐 목림프관을 통한 배출경로가 우세할 것임이 밝혀졌다. 사람에서 림프관의 존재 및 뇌척수액 배출경로에 대해 다학제적 관점으로 규명하고자 하며 특히 알츠하이머치매 등 다양한 뇌신경계질환 병태생리를 밝힐 수 있는 신경해부학적 기반을 제공하고자 함. 

또한 신경퇴행성질환에서의 뇌막면역계통의 heterogeneity alc function을 형태학, 전사체, 단백체 등 멀티오믹스 분석을 통해 규명하고자 함. 

뇌졸중 후 미세석회화 및 아밀로이드소체의 병태생리 연구

How degenerative neurons are processed after ischemic brain injury: unraveling the underlying mechanisms of microcalcification and the formation of corpora amylacea

손상부위에 형성되는 미세석회화나 아밀로이드소체는 노화 혹은 파킨슨병, 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성질환의 주요 병태생리입니다. 최신의 형태학적 기법과 다양한 omics기법을 활용하여 이 구조를 형성하는데 관여하는 주요 조절물질(억제/촉진)과 세포의 subset을 밝힘으로써 뇌졸중후치매과 같은 혈관치매의 치료표적을 발굴하고자 합니다.

Riew et al. (2017)

Riew et al. (2019)

Riew et al. 2022 Cell and Tissue Res

Riew et al. (2022)

Research Techniques

Animal modeling MCAO/PT stroke, global ischemia, carotid artery stenosis, stereotaxic surgery, Traumatic brain injury etc.

Imaging techniques multi-label fluorscence IHC, Confocal, CLARITY, super-resolution microscopy, TEM, EDAX, SBF-SEM (3D EM reconstruction), Immuno-EM, correlative LM-EM(CLEM)

3D reconstruction and morphometry 

Cadaver dissection and human 

OMICS bulk RNA seq, single cell(nuclei) RNA seq, Spatial transcriptomic, 

Molecular work ISH, PCR, WB, cloning

Pharmacological intervention IV/IP/PO/ICV injection of pre-clinical drug testing in CNS disease animal models

Behavioral study Barnes maze, open field test, rotarod, tail suspension