[보도]형광 분자 영상 기술 연구로 미래인재상 수상한 서울대 유정선 BK

[2015년 1월 8일 YTN Science 채널의 연구 소개 및 인터뷰 방송]

[http://science.ytn.co.kr/program/program_view.php?s_mcd=0082&s_hcd=&key=201501081545041865]

[앵커] 살아있는 생물체 내에서 일어나는 세포와 분자의 움직임을 관찰할 때, 형광 분자 영상 기술이 사용되는데요. 특히 외과 수술이나 내시경 등 의료 현장에서 유용하게 쓰이고 있습니다. 그래서 이 시간에는 의학 분야에서 미래인재상을 수상한 서울대 유정선 BK 조교수와 함께 형광 분자 영상 기술에 대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다. 먼저 미래인재상 수상을 진심으로 축하 드립니다. 지난 달에도 공학 분야에서 수상한 두 분의 과학자와 함께 했었는데요. 수상 소감부터 한 말씀 전해주시죠. [인터뷰] 이렇게 좋은 상을 받게 되어 영광이고 무척 감사합니다. 2004년에 대학원에 진학한 이후로 만 10년간 연구자의 길을 걸어오고 있는데요. 10년의 세월을 지나 이제는 연구책임자의 위치에 서게 된 제게 이 상이 많은 격려가 될 것 같습니다. [앵커] 교수님께서 연구하고 계신 분야가 '형광 분자 영상'과 '의광학'이라고 들었습니다, 암환자를 수술할 때 형광물질에 반응하는 암세포를 제거하는 모습을 방송을 통해 본적이 있는데요, 비슷한 원리인 건가요? [인터뷰] 예, 그렇습니다. 동물이나 사람 등 살아있는 생체 내에서, 세포나 분자 수준에서의 기능적인 현상을 형광 및 광학으로 영상화하는 연구를 말하는데요, 쉽게 말씀드리면 살아있는 생체 내에서 보고 싶은 부분을 색칠해서 반짝이게 보여주는 방법론이라고 생각하시면 됩니다. 생물물리학 연구를 시작하면서 제가 처음 놀란 건 생물·의학 실험이 기본적으로 생체 내에서가 아니라 세포나 조직을 떼어내서 고정한 후 실험실 내에서 관찰하는 방법론이 대부분이라는 사실이었습니다. 이런 전통적인 연구방법에서 벗어나 실제로 몸 안에서 무슨 일이 벌어지는지, 살아있는 상태 그대로의 생물체에서 분자 수준의 기능까지 관찰하는 방법이 형광 및 광학 분자 영상이라고 할 수 있습니다. 또한 앞서 말씀하셨듯이 의료현장, 특히 외과 수술이나 내시경 시술 등 게재적인 의료가 필요한 분야에서 병리 상태와 정상상태의 조직을 구분하여 의사에게 가이드 영상을 제공하는 데 적극적으로 활용될 수 있는데요, 실제로 저는 면역 세포를 염색하는 형광 염료를 활용하여 암환자의 전이성 림프절을 검경하거나 허혈성 질환 환자를 진단하는 기술을 개발하기도 하고, 수술실에서 보다 정확한 가이드 영상을 제공할 수 있는 형광 영상 장비를 제작하는 등의 연구를 수행해왔습니다. [앵커] 그렇다면 교수님께서 개발하신 '형광 영상 장비'의 특징은 무엇인가요? 또 실제로 수술에 사용되고 있는지 궁금하네요. [인터뷰] 박사학위를 하는 동안 독일 뮌헨공대와의 협력연구를 통해 수술용 형광 영상 장비를 개발하게 되었습니다. 그 때는 분자 영상 연구가 막 태동하던 시기였는데요. 형광 영상이 굉장히 감도가 좋아 수술실에서 암 조직 등 병리 상태를 영상화하는데 강점을 지지고 있지만, 반면 자체적으로 빛을 많이 흡수하는 혈관이나 산란이 심한 지방조직 속에서는 정량적인 영상을 보여주지 못하는 단점도 가지고 있습니다. 이런 문제점을 해결하기 위해 새롭게 분광학적인 방법을 고안하고, 이를 활용해 어떤 생체조직에서든 정량적인 형광 영상을 얻을 수 있는 장비를 만들었습니다. 그 때 개발된 장비는 의사들과의 협력연구를 통해 네덜란드의 한 병원에서 실제 난소암 환자의 수술에 사용되었는데요. 난소암에 특이적으로 많이 나타나는 엽산수용체를 감지하는 형광 조영제를 환자에게 투여한 후, 수술 도중 난소암 조직이 형광 녹색으로 보이게 해서 외과의사가 암 조직 절제를 보다 효과적으로 시행할 수 있었습니다. 실제로 난소암은 전이가 광범위하게 일어나 완전한 절제가 쉽지 않은 종양인데 제가 개발한 영상장비의 도움으로 맨눈으로 수술하는 것에 비해 훨씬 많은 암 조직을 정확하게 제거할 수 있었습니다. [앵커] 그렇다면 '광학 분자 영상' 기술이 앞으로 의료계에서 어느 정도의 비중을 차지하게 될까요? [인터뷰] 요즘 의학계의 중요한 화두는 '최소한의 침습적 처치를 통한 치료'입니다. 치료는 하되 우리 몸에 해가 되는 시술은 최소화한다는 것입니다. 배를 열고 하는 수술보다는 배꼽을 통한 복강경 수술이, 암을 치료하기 위해 정상조직까지 광범위하게 떼어내기보다는 꼭 필요한 부분까지만 남김없이 절제하기를 바라는 것은 의료현장의 거부할 수 없는 요구라고 생각합니다. 이를 위해서는 형광 및 광학 분자 영상을 통해 의료시술이 있는 곳에서는 언제 어디에서나 세포 및 분자 수준에서의 기능성과 해상도를 지닌 가이드 영상이 제공되어야 합니다. 사실 아주 오래 전부터 의료 현장에서 '빛'은 중요한 역할을 해왔는데요. 외과 수술을 처음 시작할 때는 적절한 조명이 부족해 빛을 잘 받기 위해 병원 건물의 가장 높은 곳에 수술실을 두고 아침에 주로 수술을 하곤 했습니다. 지금은 훨씬 발전된 조명 및 광학 장비를 사용하고 있지만 여전히 대부분의 시술은 외과 의사의 눈을 통한 인지와 손에 의한 촉감적 감별에 의존하여 진행되고 있습니다. 마치 해부학 책에서 보는 것처럼 갖가지 다른 색깔로 각종 장기, 혈관, 림프관 등 주요 조직을 보여주고, 암, 염증 등 병변 부위를 영상화할 수 있다면 현대 의학은 한 단계 더 도약할 거라고 생각합니다. 이런 꿈을 실현시키기 위해서 광학 분자 영상의 중요성은 점점 커질 것이며 발전할 것입니다. [앵커] 그렇다면 연구하시면서 어려움은 없으셨나요? 특별히 기억에 남았던 순간이 있다면 언제인가요? [인터뷰] 광학 분자 영상은 굉장히 융합적인 학문 분야입니다. 제가 지금 서울대 융합과학기술대학원에 몸담고 있는 이유이기도 하지요. 병리조직을 선택적으로 보여주는 조영제는 화학적 지식이 필요하고, 영상을 감지하는 장비 개발을 위해서는 물리학적 지식이 요구되며, 마지막으로 이를 독창적으로 활용하기 위해서 생물학 및 의학 지식이 요구됩니다. 다른 무엇보다 물리학 전공자로서 이런 연구를 하는 것을 이상하게 보는 사람들의 편견이 좀 힘들게 느껴졌습니다. 쥐를 가지고 실험하는 것은 전통적인 물리학과에서 상상하기 힘든 일이니까요. 하지만 남들이 하지 않는 새로운 연구를 한다는 기쁨이 컸고, 특히 제가 한 연구가 연구실에서의 활동에 그치지 않고, 실제로 의료현장에서 사람들에게 도움이 된다는 느낌이 들 때 가장 뿌듯했고 지금까지 기억에 남아 있습니다. [앵커] '미래인재상'부터 시작해서 여성과학자들의 활발한 연구 활동을 위해서 다양한 지원 방안 들이 마련되고 있는데요. 연구 현장에서 보실 때 도움이 되고 있는 부분과 또 앞으로 개선해야 할 점은 무엇이라고 보시나요? [인터뷰] 사실 박사학위를 받고 박사후연구원 생활을 할 때까지는 여성 연구자라는 사실에 대해 크게 자각해본 적도, 어려움을 느껴본 적도 별로 없었던 것 같습니다. 그런데 이제 연구책임자급의 위치에 서게 되고, 구직의 입장에 처하고 보니 새삼 다르게 느껴지는 게 사실입니다. 실제 이공계 교수사회를 둘러보면 여성은 좀처럼 찾아볼 수가 없는 게 현실입니다. 다만 한국여성과학기술인센터와 같은 유관 기관에서 실시하는 프로그램들은 내실 있는 교육의 기회를 제공하고, 같은 이공계 여성과학자들과 소통하는 장을 마련해 주고 있어 감사하게 생각합니다. 보다 실질적인 개혁을 위해서는 무엇보다 여성과학자들을 위한 좋은 일자리가 많이 늘어나야 하며, 구직에 있어서 그 어떤 차별도 받지 않는다는 기본적인 믿음이 실현 되어야 할 것입니다. [앵커] 마지막으로 앞으로 교수님의 연구 목표와 계획이 궁금합니다. [인터뷰] 저는 앞으로도 광학 분자 영상의 전문가로서 실제로 의료현장에 도움이 되는 연구를 많이 하고 싶습니다. 한 가지 방향은 독창적이면서 사용이 쉬운 영상장비를 개발하는 것이고, 또 다른 방향은 생물학적 지식을 활용하여 새로운 진단 및 영상기법을 개발하는 것입니다. 최근에 운이 좋게도 한국연구재단의 중견 연구자 과제에 선정되어 총 3억의 연구비를 지원받게 되었습니다. 독특한 광학적 특성을 활용하여 수술 도중 말초신경을 외부 조영제의 주입 없이 영상화하는 새로운 장비를 개발하는 연구입니다. 외과 수술 도중 우연히 신경을 절단하게 되면 심하게는 전신마비에 이르는 치명적인 부작용이 나타날 수 있는데 이를 근본적으로 방지하는 기술로 폭넓게 활용되리라 생각합니다. 또한 종양의 면역체계를 선택적으로 영상화하는 기술을 개발하는 연구도 진행하고 있습니다. 최근 암을 공격해서 우리 몸을 방어하는 역할을 수행할 것이라고 생각한 면역세포가 오히려 반대의 역할을 할 수도 있음이 알려지고 있습니다. 종양 주변에서 이런 좋은 면역세포와 나쁜 면역세포를 선별해서 영상화할 수 있는 기술을 나노입자 및 항체를 활용해 개발하고 있습니다. 종양 자체의 특성에만 집중하고 있는 기존 영상 기술의 단점을 보완하고, 종양 및 주변 환경을 총체적으로 진단하는 기술이 되리라 생각합니다. 그 외에도 테라헤르츠파의 생체 내 영향 및 영상화에 관한 연구, 핵 의학 영상과 형광 영상의 복합 영상 기술 개발 등 다양한 연구를 진행해갈 계획입니다. [앵커] 새로운 연구 분야에 도전해서, 의료 현장에 도움이 되고 싶다는 꿈을 현실로 만들어가고 있는 교수님의 열정을 본받고 싶네요. 앞으로도 여성 과학자들이 각자의 분야에서 연구의 꽃을 피울 수 있도록, 다양한 지원이 이어졌으면 좋겠습니다. 지금까지 서울대 융합과학기술대학원의 유정선 BK 조교수와 함께 했습니다. 오늘 말씀 감사합니다.