Key Points
- 뇌해면체 기형 병변의 원인을 미생물 군집의 불균형과 면역 반응에서 세계 최초 발견
- 현행 백혈병 치료제 포나티닙의 뇌해면체 기형 치료 가능성 제시, 임상학적 추가 연구
- UTS 총장 펠로우쉽, 2022년 호주혈관생물학회가 수여하는 공로 및 경력 개발상 수상
- 연구자로서의 보람은 새롭고 알려지지 않은 발견으로 해당 분야의 발전에 기여했을 때
노벨상 과학 부문 수상자들이 자신의 핵심 연구를 처음 시작한 평균 연령이 37.9세로 나타났다. 호주는 와이파이 WiFi 기술이 개발된 곳으로 노벨상 수상자가 13명 배출된 과학·IT 강국이다. SBS 한국어 프로그램은 2024 새해 특집 대담 시리즈로 호주 과학의 미래를 비출 차세대 호주 한인 동포 과학자 6인을 만나본다.
유화정 PD(이하 진행자): 우리 뇌 속의 혈류는 마치 미세한 음악 악보처럼 우리 생명을 연주합니다. 이 작은 혈관의 네트워크를 연구하며 그 안에 감춰진 놀라운 비밀과 우리 건강에 미치는 영향력을 규명하기 위해 전념하고 있는 과학자가 있습니다.
2024년 새해 특집 호주 과학의 미래를 비출 차세대 한인 과학자 대담 오늘은 그 다섯 번째 시간으로 시드니 공과대학교(UTS) 생명과학부의 뇌심혈관 과학자 최재성 박사님 함께합니다. 안녕하세요?
최재성 박사(이하 최재성): 네 안녕하세요.
진행자: 뵙게 돼서 반갑습니다.
최재성: 네 저도 반갑습니다.
진행자: 말씀 나누기에 앞서 어떤 분이신지 호주에서 어떤 공부를 하셨고 지금은 어떤 활동을 하고 계신지 자기소개를 좀 부탁드려 볼게요.
최재성: 네 안녕하세요. 제 이름은 최재성 Peter Choi입니다. 저는1999년도 초등학교 때 호주로 가족 이민을 왔고요. 그 뒤로 시드니대 의학부에서 Bachelor of Medical Science (Hons) 학사 과정과 Doctor of Philosophy 박사 과정을 마쳤습니다. 그리고 현재는 시드니 공과대학교(UTS) 생명과학부에서 연구 펠로우(Chancellor’s Research Fellow)겸 센테너리 의학 연구소(Centenary Institute)에서 심혈관 및 뇌졸중 연구팀 (Leader of Cardiovascular and Stroke research program at UTS Centenary Institute Centre for Inflammation)을 이끌고 있습니다.
진행자: 연구와 병행해서 학부 강의도 하고 계신 걸로 알고 있는데요.
최재성: 네 지금 UTS에서 Lecturer로서도 활동을 하고 있는데요. UTS 생명과학부 3학년 졸업반 과목인 혈액학 및 병리학 진단 과목을 맡고 있습니다. 이 과목에서 학생들은 이제 여러 질병의 병리생태학을 배우고 정상 조직과 질병 조직을 구분할 수 있는 능력을 배우고 있습니다.
Centenary Institute laboratory, Dr. Jaesung Choi
최재성: 네 우선 저는 이제 2022년부터 UTS총장 연구 펠로우 연구팀을 맡고 있는데요. 그리고 이제 UTS총장 연구 펠로십은 우선은 차세대 학술 리더가 되기 위해 연구 교육 여러 아카데믹에 대한 기술을 개발하고자 하는 연구원에게 수여되는 펠로우쉽입니다. 펠로우의 주 목표는 이게 아무래도 리서치 펠로우쉽이다 보니까 큰 영향력 있는 연구 프로젝트를 리드하고 UTS와 관련된 기존 및 신흥 교육 학습 분야에도 기여를 하기 위해서입니다.
진행자: 연구 프로젝트를 리드하는 것, 리더로 이끌고 계신 심혈관 및 뇌졸중 연구팀 현재 어떤 프로젝트를 진행하고 계신가요?
최재성: 네 저희 연구팀은 이제 2016년부터 Cerebral Cavernous Malformation이라는 뇌해면체 기형 병변의 병인과 새로운 치료법을 연구 중인데요. 그중에서도 저희가 가장 깊숙이 연구를 하는 중에 하나는 장내 미생물군의 역할입니다. 일반적으로 장내 미생물 군집은 뇌 발달에 중요한 역할을 하고 뇌축을 통해 건강한 뇌 상태를 유지하는데요.
저희 연구팀은 2017년도에 최초로 장내 미생물 군집의 불균형과 그것의 면역 반응을 뇌해면체 기형에 중요한 동력이 되는 원인으로 처음으로 발견하였습니다. 그로 인해 또 이제 장과 뇌축의 존재를 뇌해면체 기형에서도 입증하였습니다.
진행자: 세계 최초 발견이었나요?
최재성: 네 그 당시에는 세계 최초 발견이었고 그전까지는 이제 미생물 군집의 역할은 이제 뇌해면체에서는 알려지지 않았었습니다. 그래서 이제 이 연구 결과물을 토대로 현재 저희 연구팀은 뇌해면체 기형에서 미생물 군집의 특정한 역할을 밝히고 환자에게 안전하고 효과적인 치료법을 찾는 연구를 진행하고 있습니다.
UTS Centenary Centre for Inflammation Annual member photo
장내 미생물 군집, 코로나 이후 특히 면역력에 좋다고 해서 요즘 많이 드시는 살아있는 미생물로 통하는 프로바이오틱스 얼른 떠올려지는데 이게 이제 미생물인 거죠. 장내 미생물 군집은 장내 미생물의 집합체로 제가 이해할 수 있겠고요. 뇌 해면체 기형 병변이란 어떤 것을 말하나요? 앞서 영어로 주셨는데 영어를 좀 천천히 해주시죠. (웃음)
최재성: 아 뇌해면체의 기형은 이제 영어로는 Cerebral Cavernous Malformation(CCM)이라고 불리는데요. 이것은 이제 뇌 미세혈관에 생기는 질환으로 인구의 약 0.5%에 영향을 미치는 혈관 질환입니다. 정상적으로는 뇌 미세혈관은 조밀하게 배열되어 있지만 뇌해면체에서는 혈관과 혈관 사이의 작은 이제 낭종이 형성되면서 모세혈관이 해면체 모양 혹은 또 벌집 모양처럼 생긴 덩어리로 형성이 되는데요. 이로 인해 혈관벽이 얇아지면서 혈액이 누출되는 현상이 빚어지고 증상의 대부분의 경우는 무증상으로 시작하는 발작 증세 출혈로 인한 신경학적 증상 혹은 심지어 뇌손상을 유발할 수 있습니다.
Schematic diagram of CCN pathogenesis
최재성: 장-뇌축은 장과 뇌 사이의 상호작용을 나타내는 용어인데요. 영어로는 Gut-Brain Axis라고 합니다. 따라서 중심축이라는 의미가 정확하고요. 장과 뇌가 서로 영향을 주고받고 있는 양방의 네트워크라고 할 수 있는데요. 장내 미생물 군집은 뇌의 면역 및 염증 상태에 영향을 준다고 알려져 있습니다.
얼마 전까지만 해도 저희들은 이제 장내 미생물 군집과 다른 기관 혹은 뇌 간 폐 등등 역할을 다른 분야로 여겼었는데요. 하지만 최근 연구 결과에 따르면 저희 연구 결과도 마찬가지로 장내 미생물 군집이 뇌질환과 여러 다른 질병 암, 비만, 자폐 등등 영향을 주는 것이 확인되었습니다. 따라서 이제 장-뇌축은 각종 뇌질환에 중요한 요소로 자리매김되었습니다.
진행자: 네 그렇군요. 장내 미생물 군집의 불균형이 뇌해면체 기형 병변을 일으키는 원인이 된다는 것을 세계 최초로 밝히셨고 이에 대한 연구를 지속하고 계신데 왜 이 연구가 중요한가요?
최재성: 네 뇌해면체 기형은 200명 중 1명에게 영향을 미치는 뇌혈관 병변입니다. 다른 뇌졸중과는 다르게 뇌해면체 병변은 어린이에게도 심각한 신경학적 결손 발작 비출혈성 뇌졸중을 유발합니다.
진행자: 어린이들에게도요?
최재성: 네 현재 뇌해면체 기형은 고위험 신경외과 치료 뇌수술로 제한되어 있는데요. 그러나 대부분의 경우가 위치상으로 수술이 불가능합니다. 따라서 뇌해면체 기형의 새로운 치료법이 시급히 필요한 상황입니다.
2019 Annual CCM meeting Best Presentation Award, Dr. Jaesung Choi
최재성: 네 아직은 뇌 해면체 기형은 예방법이나 치료제가 임상적으로 승인된 치료제가 없는데요. 다시 말씀드리자면 전 세계적으로 200명 중 1명이라는 많은 사람들에게 영향을 미침에도 불구하고 연구가 매우 부족하고 치료법이 없는 질병입니다. 이런 이유로 저희가 현재 뇌해면체 기형과 같은 뇌혈관 질환의 선별, 진단, 예후 혹은 치료에 도움이 될 수 있는 연구 프로그램을 계속 진행하고 있습니다.
진행자: 목표하시는 그 표적 치료법이 하루빨리 개발돼서 뇌해면제 기형 병변의 치료 혁신을 가져오길 저도 기대해 봅니다. 우리 최재성 박사님은 생명과학 분야의 연구자가 되겠다는 구체적인 방향을 정한 것은 언제였습니까 또 어떤 계기가 있으셨는지요?
최재성: 네 처음부터 이제 연구자가 되겠다는 생각은 없었는데 이제 처음으로 연구를 접한 계기는 이제 대학교 3학년 때 제가 Pathology major를 했었는데 병리학 과목이죠. 그런데 그중에서 단기 연구 프로그램을 할 기회가 생겼었어요. 지금 생각해 보면 굉장히 단순한 분자 생물학 실험이었는데, 그때 당시에는 굉장히 흥미롭고 새로웠던 것 같아요. 또 그걸 계기로 이제 그 프로그램을 주선해 주신 교수님과 많은 이야기를 나누게 됐고요. 특히 연구자나 아카데믹에 대한 많은 얘기를 했었고 이제 그 계기로 이제 연구를 좀 더 더 배우고자 하는 마음이 좀 많이 들었고 그래서 이제 박사학위까지 하게 되었습니다.
진행자: 그때 멘토가 돼주신 교수님 정말 선견지명이 있으셨나 봐요. (웃음) 2016년 박사학위 후 지금까지 8년 여가 되나요? 이 연구 기간 동안 여러 국제학술지 논문 게재와 2002년에는 호주 혈관생물학회가 수여하는 공로상 수상 경력도 갖고 계세요. 그동안의 주요 연구 실적을 좀 자랑하신다면 소개해 주신다면 어떤 것들이 있을까요?
최재성: 네 제가 운이 좋게도 여러 이제 국제연구팀들과 훌륭하신 교수님들과 같이 연구를 할 수 있게 되었는데요. 그중에서도 방금 말씀해 주신 2022년 호주 혈관생물학회에서 공로상을 수상하게 큰 기여한 두 연구 실적을 소개해 드릴 수 있을 것 같아요. 처음에는 이미 말씀드렸듯이 2017년도에 Nature 학술지에 발표된 연구 결과를 통해 이제 뇌해면체의 기형에 대한 새로운 연구 및 치료 접근법이 이제 개척되었고요. 그래서 저희 연구팀도 이 분야를 계속 지금 현재 연구 중입니다.
그리고 두 번째는 년도에 Science Advances 학술지에 발표된 논문인데요. 이 논문에서는 저희가 이제 뇌해면체 기형 치료에서 이미 임상적으로 승인된 포나티닙이라는 치료제의 역할을 밝혀낸 것입니다. 앞서 말씀드렸듯이 뇌해면체 기형은 아직도 치료법이 없는 질병이고요. 그래서 저희 연구팀은 처음으로 이제 이 포나티닙이라는 임상적으로 승인된 백혈병 치료제가 뇌해면체 기형 치료 목적으로도 가능하다는 것을 발견하였습니다. 물론 백혈병에 쓰던 치료제를 다른 병변에 바로 투여하는 거는 위험이 따르고요. 그래서 저희는 현재 이제 다른 생화학자 연구팀과 내면체 기형 치료제로 더 적합하고 안전한 포나티닙을 개량하고 개발 중입니다.
진행자: 그렇군요. 박사님 아까부터 궁금했는데요. 과학자에게 세계 최초 발견이란 어떤 의미인가요? 어느 정도의 크기의 의미인가요?
최재성: 물론 최초 발견이라는 게 굉장히 처음에는 흥미롭고 기쁜 그런 느낌 그런 그런 뜻인데요. 점점 연구를 하다 보니까 이제 그래도 항상 새로운 걸 발견해도 가장 중요한 거는 이것을 좋은 연구 결과물로 마무리한다는 그런 책임감 그런 생각이 더 항상 큰 것 같아요.
그래서 이제 이 새로 발견한 것을 더 증명하고 발표를 하기 위해서 더 많은 노력이 필요한데요. 그래서 항상 이런 게 더 열심히 하게 되는 동기부여가 되는 것 같습니다.
그리고 또 다르게 다른 방향으로 보면 이제 새로운 발견이라는 거는 새 분야의 개척을 의미하기도 하는데요. 그래서 기뻐할 시간을 갖는 것보다는 또 그거에 새로운 발견에 또 더 많은 궁금증과 그런 게 나오기 때문에 또 다른 연구 계획을 세워서 그걸 또 더 열심히 또 더 알아내는 게 이제 더 중요한 것 같아요. 그래서 지금까지도 계속 이 분야에 대해서 계속 연구하고 있습니다.
최초 발견이라는 건 새 분야의 개척을 의미하기도 합니다. 중요한 것은 좋은 연구 결과물로 마무리한다는 책임감입니다.최재성 박사
진행자: 그런데 당시에 어떤 상황에서 세계 최초 발견을 이뤄낼 수 있으셨는지 그때를 좀 잠시 이렇게 되짚어본다면 어떤 상황이었습니까?
최재성: 처음부터 저희가 이제 이걸 발견할 수 있었던 거는 이제 연구 계획을 세워서 발견한 건 아니고요. 처음에는 완전히 우연이었는데요. 저희가 이제 저희 연구는 실험용 쥐를 많이 사용하는데 그때 당시에 저희 실험용지를 새로운 시설로 옮기게 되었어요. 건물이 새로 짓게 되면서 그런데 어떤 이유인지 저희가 많이 여러 번 반복했던 실험 결과가 재현할 수 없게 되었어요. 갑자기
진행자: 새 집이라 놀랬나 보네요. (웃음)
최재성: (웃음) 네 그래서 이제 여러 방면으로 여러 원인을 찾다가 환경 변화가 미생물 군집을 변화시킬 수 있다는 이제 다른 연구 결과가 있었거든요. 그것을 보고 아마 미생물 군집의 변화가 혹시 이런 이유가 아닐까 그렇게 힌트를 얻게 되었어요. 그래서 그때부터 미생물 군집에 대한 연구를 계속 좀 더 깊숙이 했었고 그로 인해 이런 발견을 이룰 수 있었습니다.
진행자: 과학자의 길에는 말씀하신 대로 우연한 세계 최초 발견과도 같은 이 뜻밖의 성취도 있지만 또 예기치 않은 여러 도전들도 있으리라 봅니다. 기억에 남는 힘들었던 도전이 있으셨나요?
최재성: 특별히 연구 활동을 하면서 이렇게 막 힘들었다고 느낀 적은 없었던 것 같은데요. 연구가 다른 분야랑은 좀 다르게 이제 언제나 의외성과 또 힘든 도전이 같이 따르는 것 같아요. 하지만 또 그게 또 연구만의 유니크한 메리트인 것 같은데요. 그래서 아무리 탄탄한 연구 계획이 있어도 이제 예상치 못한 결과로 이어질 수도 있고 또 앞서 말씀드렸듯이 이제 그것이 또 좋은 결과가 될 수 있기 때문에 이제 크게 뭐 그게 힘들다고 생각하지는 않는 것 같아요. 그런데 그래도 아마 꼭 하나를 뽑으라면 아무래도 얼마 전에 이제 모든 분들이 영향을 받았던 코로나 팬데믹이었던 것 같은데요.
저희 연구팀은 이제 거의 연구실에서 연구 활동을 많이 하고 이제 실험용 쥐나 그런 걸 많이 이용하는데 그때 당시에 저희 대학교나 연구소 기관에 여러 제한 사항으로 인해서 재택근무나 사회적 거리두기 이런 등등을 통해서 이제 실험을 많이 실행할 수가 없었고요. 그래서 이제 연구 프로젝트 진행에 좀 큰 어려움을 주었어요. 그리고 특히 실험용 동물을 이용한 저희는 장기적이고 만성적인 연구 프로젝트를 많이 하는데 이 기간 동안 새로운 실험을 시작할 수 없었고 또 코로나 팬데믹이 끝나고 이제 다시 또 시작하는 데 꽤 오랜 시간이 걸렸었습니다.
Performing experiments at Centenary Institute laboratory, Dr. Jaesung Choi
최재성: 네 제가 이제 점점 리더로서 자리매김을 하면서 모든 게 그렇겠지만 우선은 이제 사람이 가장 중요한 것 같아요. 학생들이나 동료들이랑 같이 이제 좋은 환경을 만들어야 서로 즐겁고 효율적이고 오랫동안 장기 연구를 할 수 있으니까 그게 가장 중요한 것 같고요.
그리고 또 이제 리더로서 가장 중요한 거는 연구단을 서포트할 수 있는 지속 가능한 연구 자금을 찾는 것인데요. 전 세계적으로 요즘에 그렇지만 또 특히 호주에서 지금 연구 자금 받기가 점점 더 힘들어지고 있는데 그래서 저도 그렇고 많은 분들도 좀 다양하고 창의적인 방법으로 지속적인 연구 자금을 찾으려고 많이 노력을 하고 있어요.
진행자: 코로나 경우와는 다르겠지만 평소 연구가 풀리지 않을 때 소위 슬럼프 같은 게 올 때는 어떻게 극복하세요?
최재성: 네 계획대로 풀리지 않고 이제 슬럼프가 오는 것 같으면 이제 물론 저도 잠시 좀 쉬고 친구들이나 가족들이랑 시간을 보내려고 하는데요. 그리고 또 이제 완전히 연구에서 쉬는 시간을 갖는 것보다는 또 이제 저희가 많은 기회를 통해서 학회나 컨퍼런스나 아니면 다른 연구 방문 그런 거를 할 수 있는데요. 그것을 통해서 새로운 아이디어를 또 얻고 피드백을 받고 또 이제 어려움에 도움이 많이 되는 것 같아요.
진행자: 네 현실 회피가 아니라 다양한 연구자들과 오히려 교류를 통해 영감을 얻는다는 말씀이죠? 요즘 표현으로는 아주 신박한 방법인데요. 그런데 또 가족과 시간을 보내려고 노력하신다고 하셨어요. 자녀가 있으세요?
최재성: 네 지금 이제 어린아이 둘이 있는데요. 둘 다 아들이고요. 첫째는 이제 3살이고 둘째는 이제 갓 돌 지나가지고 좀 아들 둘이라 좀 굉장히 액티브해가지고 (웃음)
과학자 대담 중, 최재성 박사
최재성: 아직은 이제 자세히는 모르겠는데 요즘에 와서 조금 이렇게 물어보기 시작했어요. 그래서 이제 설명을 하려고 하는데 이게 그냥 그냥 어른들을 가리치는 사람이라고 그렇게 쉽게 말하니까 조금 알아듣는 것 같은데 아직은 이제 연구 그런 거는 잘 모르고요.
진행자: 세계적인 첼리스트 요요마의 아들이 어렸을 때 4살 그 무렵에 우리 아빠는 비행장에서 일해요 그랬대요. 아빠가 맨날 연주 여행 가느라고 비행기 타러 가니까 비행장에서 일하는 줄 알았다고. 아드님이 아빠가 세계적인 과학자라는 걸 이제 조금 더 크면 알 수 있겠죠.
'세상에 존재하는 큰 힘 가운데 하나는 자기 자신에 대한 강력한 신념'이라는 말이 있습니다. 끝으로 과학자로서 지향하는 가치와 보람이라면 어떤 것이 될까요?
최재성: 우선은 저는 정직, 공정성, 헌신이라는 가치관 바탕으로 과학자가 될 수 있도록 노력 중인데요. 연구자로서 가장 보람을 느낄 때는 아무래도 이제 새롭고 알려지지 않은 분야를 이제 발견하고 또 그 해당 분야의 발전에 기여를 했을 때인데요. 또 이제 저희 연구 결과가 다른 다음 과학자들이나 아니면 다음 사용자들 혹은 의료진 환자 등등에게 보탬이 되었을 때 많은 보람과 자부심을 느낍니다. 또 이제 저는 아카데믹으로서 학생들을 가르치고 이제 같이 저도 많이 배우고 하는데요. 학생들과 다른 연구자들을 가르치고 같이 성장하고 이제 또 그것을 통해서 같이 목표를 달성했을 때 많은 보람을 느낍니다.
진행자: 소신을 밝히신 과학자로서의 가치 정직 공정 헌신이라고 말씀 주셨는데요. 그 가치가 더욱 빛을 발할 수 있도록 큰 성원 드립니다. 오늘 여러 유익한 말씀 나눠주셔서 고맙습니다.
SBS 한국어 프로그램 호주 한인 과학자 특집 대담 중인 최재성 박사, 진행: 유화정 프로듀서
진행자: 네 잘 알겠습니다. 2024년 새해 특집 호주 과학계를 이끌 차세대 과학자 대담.오늘은 그 다섯 번째 시간으로 시드니 공과대학교(UTS) 생명과학부 최재성 박사님과 함께 했습니다. 지금까지 진행에 유화정이었습니다.
