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한국실험동물학회 뉴스레터	2024년 3월
[신진연구실 소개] 충남대학교 수의과대학 실험동물의학 연구실

충남대학교 수의과대학 실험동물의학 연구실 □ 연구책임자 및 구성원 - 교수(연구책임자) : 이진수 (jinsoo.lee@cnu.ac.kr) - 대학원생: (풀타임) 김정환, (파트타임) 차경수, 이정우, 황태호, 차양지, 신지우 - 학부생 연구원: 고희경, 이주경, 임유준 □ 연구실 개요 및 주요 연구 내용 연구책임자 소개 저는 2009년 충북대학교 수의과대학을 졸업한 후, 과학기술연합대학원대학교(UST) 소속 연구생으로 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소에서 흡입독성 연구로 2011년 석사 학위를 취득했습니다. 이후 2022년 8월까지 연구원(전문연구요원) 및 선임연구원으로 근무하며 GLP (Good Laboratory Practice) 연구시설에서 비임상 생식발생독성 시험책임자(Study Director) 업무를 수행했습니다. 이 기간 동안 국내외 제약사 및 화학회사와 함께 170여건의 비임상 시험을 수행하며 후보물질의 규제기관 승인을 위한 규제독성 연구를 수행했습니다. 또한, 국가 연구과제를 통해 나노물질, 살생물제 및 유해화학물질의 생식발생독성 연구를 진행하며 Journal of Hazardous Materials, Particle and Fibre Toxicology, Chemosphere, Nanotoxicology 및 Regulatory Toxicology and Pharmacology 저널 등에 20여 편의 논문을 발표했습니다. 2016년에는 한국독성전문가, 2018년에는 미국독성전문가(DABT; Diplomate of the American Board of Toxicology) 자격을 취득했고, 2021년에는 충북대학교 수의과대학에서 가습기 살균제의 임신 중 영향 연구로 파트타임으로 박사 학위를 취득했습니다. 그리고, 2022년 9월부터 충남대학교 수의과대학에 부임하여 그 동안 경험을 바탕으로 연구를 계속 진행하고 있습니다. 현재 진행중인 연구과제 1. 마모셋 원숭이 비임상 생식발생독성시험법 구축 및 검증 연구 현재 저희 연구실에서는 오송첨단의료산업진흥재단(주관연구기관)과 서울대학교병원 산부인과와 공동연구를 통해 마모셋 원숭이를 이용한 비임상 생식발생독성시험 인프라 구축 및 검증 연구를 진행하고 있습니다. 바이오의약품 및 백신 개발, 국가적 보건 위기 발생 시 필수적인 핵심 바이오 인프라인 영장류를 이용한 생식발생독성시험은 전 세계적으로 미국, 독일, 일본에서만 갖추고 있는 고난이도 비임상 시험 인프라입니다. 코로나19 이후 독성시험에 일반적으로 사용되는 영장류인 게잡이 원숭이의 자원 확보가 어려워진 상황에서, 저희 연구팀은 생식능력이 뛰어나고 비임상 시험에서 대체 영장류로 활용되는 마모셋 원숭이를 사용하여 비임상 시험 인프라를 구축하고 있습니다. ICH (International Council for Harmonisation) 가이드라인에 따라 강화된 출생전후발생시험법(ePPND; enhanced Pre- and Postnatal Development) 인프라를 국내 최초로 구축하여 국내 바이오의약품 및 백신 개발 경쟁력을 강화하고, 국가적 보건 위기 발생 시 백신 및 치료제 개발 과정을 단축하는 데 기여할 것으로 기대됩니다. 2. 빈랑자의 발암성 및 기전 연구 현재 저희 연구실에서는 안전성평가연구소(주관연구기관)와 대구카톨릭대학교 약학대학과 공동연구를 통해 빈랑자의 발암성 및 빈랑열매 관련 물질의 발암 기전을 규명하는 연구를 진행하고 있습니다. 미성숙 빈랑열매는 인도, 태국, 대만 등 아시아 지역에서 술, 담배, 카페인 다음으로 널리 소비되는 기호식품입니다. 하지만 최근 빈랑열매의 주요 성분 중 하나인 arecoline이 발암물질로 분류됨에 따라 그 안전성에 대한 우려가 커지고 있습니다. 이에 저희 연구팀은 설치류 동물 모델을 이용한 발암성 시험을 통해 빈랑자의 발암 가능성을 확인하고, 빈랑열매와 관련된 물질과 arecoline의 발암 기전을 비교 분석하여 빈랑자의 발암 위험성을 규명하고자 합니다. 이 연구를 통해 빈랑자의 발암성에 대한 과학적 근거를 마련하고, 빈랑자의 안전한 사용 및 관리 방안을 제시할 수 있을 것으로 기대됩니다. 관심 연구분야 1. 임신 중 태반 축(placental axis)의 병태생리학적 기전 연구 태반은 임신부와 태아 사이에서 핵심적인 역할을 수행하는 기관입니다. 태반은 임신부와 태아를 연결하며 태아에게 필요한 영양분을 공급하고 독성 물질 차단, 호르몬 분비 등 임신 유지에 필수적인 기능을 담당합니다. 최근 연구 결과들은 임신 중 태반의 기능 이상이 선천성 질병 증가 및 출생 후 발달 이상 증가와 관련이 있음을 보여주고 있습니다. 하지만 모체-태반-태아를 연결하는 태반 축의 병태생리학적 기능에 대한 연구는 아직 부족한 실정입니다. 따라서, 저희 연구실에서는 임신 중 유해물질 노출이 태반 축에 미치는 영향 연구를 통해 임신 중 태반 축의 병태생리학적 기전을 확인하고, 이를 통해 선천성 질병을 미리 진단하고 예방할 수 있는 새로운 방법을 연구하고자 합니다. 2. 유정란을 이용한 발생독성 대체시험법 연구 현재까지 의약품 및 화학물질의 유효성 및 안전성 연구는 대부분 포유류 실험동물을 이용해 왔습니다. 하지만 동물실험에 대한 윤리 의식이 강화되면서 포유류 동물실험을 대체할 수 있는 대체시험법의 필요성이 지속적으로 강조되고 있습니다. 발생독성 분야에서도 기존 시험법을 대체하기 위한 전배자배양법(whole embryo culture), 배아줄기세포(embryonic stem cell) 방법, 미세배양법(micromass assay) 등이 연구되고 있습니다. 하지만 이러한 방법들은 실제 사람의 복잡한 임신 과정 일부만 연구할 수 있다는 단점이 존재합니다. 닭의 유정란은 포유류보다 계통학적으로 한단계 낮은 조류이지만, 임신 중 발생 기간이 현재 비임상 시험에 사용되는 포유류인 랫드와 동일하며(약 21일), 임신 중 복잡한 발생과정이 포유류와 거의 동일하다는 장점이 있습니다. 따라서 유정란은 현재의 포유류 동물실험을 대체할 수 있는 가장 현실적인 발생독성 대체시험법으로 활용될 가능성이 높습니다. 저희 연구실에서는, 유정란을 이용한 발생독성 대체시험법 연구를 통해 효율적이고 윤리적인 발생독성 스크리닝 방법을 개발하고 포유류 동물실험 대체법으로서 유정란의 활용 가능성을 연구하고자 합니다. □ 주요 논문성과 1. Lee, J., Han, B. C., Kim, W., Shin, S. H., Jeong, J. S., Yixian, Q., & Yu, W. J. (2023). Juvenile toxicity study of deer antler extract in rats. Journal of Ethnopharmacology, 319, 117094. 2. Lee, J., Choi, S. J., Jeong, J. S., Kim, S. Y., Lee, S. J., Baek, S. K., ... & Yu, W. J. (2022). Adverse postnatal developmental effects in offspring from humidifier disinfectant biocide inhaled pregnant rats. Chemosphere, 286, 131636. 3. Lee, J., Choi, S. J., Jeong, J. S., Kim, S. Y., Lee, S. H., Yang, M. J., ... & Yu, W. J. (2021). A humidifier disinfectant biocide, polyhexamethylene guanidine phosphate, inhalation exposure during pregnancy induced toxicities in rats. Journal of Hazardous Materials, 404, 124007. 4. Lee, J., Jeong, J. S., Kim, S. Y., Lee, S. J., Shin, Y. J., Im, W. J., ... & Yu, W. J. (2020). Safety assessment of cerium oxide nanoparticles: Combined repeated-dose toxicity with reproductive/developmental toxicity screening and biodistribution in rats. Nanotoxicology, 14(5), 696-710. 5. Lee, J., Jeong, J. S., Kim, S. Y., Park, M. K., Choi, S. D., Kim, U. J., ... & Yu, W. J. (2019). Titanium dioxide nanoparticles oral exposure to pregnant rats and its distribution. Particle and fibre toxicology, 16(1), 1-12. □ 맺음말 새로운 환경에서 연구를 시작한 저희 연구실을 소개할 기회를 주신 한국실험동물학회 웹진 관계자분들께 진심으로 감사드립니다. 이번 연구실 소개를 통해 다양한 연구자분들과 교류하며 새로운 연구 아이디어를 얻고 협력 연구를 진행할 수 있는 즐거운 기회가 되기를 기대합니다.

충남대학교 수의과대학 실험동물의학 연구실

□ 연구책임자 및 구성원

- 교수(연구책임자) : 이진수 (jinsoo.lee@cnu.ac.kr)

- 대학원생: (풀타임) 김정환, (파트타임) 차경수, 이정우, 황태호, 차양지, 신지우

- 학부생 연구원: 고희경, 이주경, 임유준

□ 연구실 개요 및 주요 연구 내용

연구책임자 소개

저는 2009년 충북대학교 수의과대학을 졸업한 후, 과학기술연합대학원대학교(UST) 소속 연구생으로 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소에서 흡입독성 연구로 2011년 석사 학위를 취득했습니다. 이후 2022년 8월까지 연구원(전문연구요원) 및 선임연구원으로 근무하며 GLP (Good Laboratory Practice) 연구시설에서 비임상 생식발생독성 시험책임자(Study Director) 업무를 수행했습니다. 이 기간 동안 국내외 제약사 및 화학회사와 함께 170여건의 비임상 시험을 수행하며 후보물질의 규제기관 승인을 위한 규제독성 연구를 수행했습니다. 또한, 국가 연구과제를 통해 나노물질, 살생물제 및 유해화학물질의 생식발생독성 연구를 진행하며 Journal of Hazardous Materials, Particle and Fibre Toxicology, Chemosphere, Nanotoxicology 및 Regulatory Toxicology and Pharmacology 저널 등에 20여 편의 논문을 발표했습니다. 2016년에는 한국독성전문가, 2018년에는 미국독성전문가(DABT; Diplomate of the American Board of Toxicology) 자격을 취득했고, 2021년에는 충북대학교 수의과대학에서 가습기 살균제의 임신 중 영향 연구로 파트타임으로 박사 학위를 취득했습니다. 그리고, 2022년 9월부터 충남대학교 수의과대학에 부임하여 그 동안 경험을 바탕으로 연구를 계속 진행하고 있습니다.

현재 진행중인 연구과제

1. 마모셋 원숭이 비임상 생식발생독성시험법 구축 및 검증 연구

현재 저희 연구실에서는 오송첨단의료산업진흥재단(주관연구기관)과 서울대학교병원 산부인과와 공동연구를 통해 마모셋 원숭이를 이용한 비임상 생식발생독성시험 인프라 구축 및 검증 연구를 진행하고 있습니다. 바이오의약품 및 백신 개발, 국가적 보건 위기 발생 시 필수적인 핵심 바이오 인프라인 영장류를 이용한 생식발생독성시험은 전 세계적으로 미국, 독일, 일본에서만 갖추고 있는 고난이도 비임상 시험 인프라입니다. 코로나19 이후 독성시험에 일반적으로 사용되는 영장류인 게잡이 원숭이의 자원 확보가 어려워진 상황에서, 저희 연구팀은 생식능력이 뛰어나고 비임상 시험에서 대체 영장류로 활용되는 마모셋 원숭이를 사용하여 비임상 시험 인프라를 구축하고 있습니다. ICH (International Council for Harmonisation) 가이드라인에 따라 강화된 출생전후발생시험법(ePPND; enhanced Pre- and Postnatal Development) 인프라를 국내 최초로 구축하여 국내 바이오의약품 및 백신 개발 경쟁력을 강화하고, 국가적 보건 위기 발생 시 백신 및 치료제 개발 과정을 단축하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

2. 빈랑자의 발암성 및 기전 연구

현재 저희 연구실에서는 안전성평가연구소(주관연구기관)와 대구카톨릭대학교 약학대학과 공동연구를 통해 빈랑자의 발암성 및 빈랑열매 관련 물질의 발암 기전을 규명하는 연구를 진행하고 있습니다. 미성숙 빈랑열매는 인도, 태국, 대만 등 아시아 지역에서 술, 담배, 카페인 다음으로 널리 소비되는 기호식품입니다. 하지만 최근 빈랑열매의 주요 성분 중 하나인 arecoline이 발암물질로 분류됨에 따라 그 안전성에 대한 우려가 커지고 있습니다. 이에 저희 연구팀은 설치류 동물 모델을 이용한 발암성 시험을 통해 빈랑자의 발암 가능성을 확인하고, 빈랑열매와 관련된 물질과 arecoline의 발암 기전을 비교 분석하여 빈랑자의 발암 위험성을 규명하고자 합니다. 이 연구를 통해 빈랑자의 발암성에 대한 과학적 근거를 마련하고, 빈랑자의 안전한 사용 및 관리 방안을 제시할 수 있을 것으로 기대됩니다.

관심 연구분야

1. 임신 중 태반 축(placental axis)의 병태생리학적 기전 연구

태반은 임신부와 태아 사이에서 핵심적인 역할을 수행하는 기관입니다. 태반은 임신부와 태아를 연결하며 태아에게 필요한 영양분을 공급하고 독성 물질 차단, 호르몬 분비 등 임신 유지에 필수적인 기능을 담당합니다. 최근 연구 결과들은 임신 중 태반의 기능 이상이 선천성 질병 증가 및 출생 후 발달 이상 증가와 관련이 있음을 보여주고 있습니다. 하지만 모체-태반-태아를 연결하는 태반 축의 병태생리학적 기능에 대한 연구는 아직 부족한 실정입니다. 따라서, 저희 연구실에서는 임신 중 유해물질 노출이 태반 축에 미치는 영향 연구를 통해 임신 중 태반 축의 병태생리학적 기전을 확인하고, 이를 통해 선천성 질병을 미리 진단하고 예방할 수 있는 새로운 방법을 연구하고자 합니다.

2. 유정란을 이용한 발생독성 대체시험법 연구

현재까지 의약품 및 화학물질의 유효성 및 안전성 연구는 대부분 포유류 실험동물을 이용해 왔습니다. 하지만 동물실험에 대한 윤리 의식이 강화되면서 포유류 동물실험을 대체할 수 있는 대체시험법의 필요성이 지속적으로 강조되고 있습니다. 발생독성 분야에서도 기존 시험법을 대체하기 위한 전배자배양법(whole embryo culture), 배아줄기세포(embryonic stem cell) 방법, 미세배양법(micromass assay) 등이 연구되고 있습니다. 하지만 이러한 방법들은 실제 사람의 복잡한 임신 과정 일부만 연구할 수 있다는 단점이 존재합니다. 닭의 유정란은 포유류보다 계통학적으로 한단계 낮은 조류이지만, 임신 중 발생 기간이 현재 비임상 시험에 사용되는 포유류인 랫드와 동일하며(약 21일), 임신 중 복잡한 발생과정이 포유류와 거의 동일하다는 장점이 있습니다. 따라서 유정란은 현재의 포유류 동물실험을 대체할 수 있는 가장 현실적인 발생독성 대체시험법으로 활용될 가능성이 높습니다. 저희 연구실에서는, 유정란을 이용한 발생독성 대체시험법 연구를 통해 효율적이고 윤리적인 발생독성 스크리닝 방법을 개발하고 포유류 동물실험 대체법으로서 유정란의 활용 가능성을 연구하고자 합니다.

□ 주요 논문성과

1. Lee, J., Han, B. C., Kim, W., Shin, S. H., Jeong, J. S., Yixian, Q., & Yu, W. J. (2023). Juvenile toxicity study of deer antler extract in rats. Journal of Ethnopharmacology, 319, 117094.

2. Lee, J., Choi, S. J., Jeong, J. S., Kim, S. Y., Lee, S. J., Baek, S. K., ... & Yu, W. J. (2022). Adverse postnatal developmental effects in offspring from humidifier disinfectant biocide inhaled pregnant rats. Chemosphere, 286, 131636.

3. Lee, J., Choi, S. J., Jeong, J. S., Kim, S. Y., Lee, S. H., Yang, M. J., ... & Yu, W. J. (2021). A humidifier disinfectant biocide, polyhexamethylene guanidine phosphate, inhalation exposure during pregnancy induced toxicities in rats. Journal of Hazardous Materials, 404, 124007.

4. Lee, J., Jeong, J. S., Kim, S. Y., Lee, S. J., Shin, Y. J., Im, W. J., ... & Yu, W. J. (2020). Safety assessment of cerium oxide nanoparticles: Combined repeated-dose toxicity with reproductive/developmental toxicity screening and biodistribution in rats. Nanotoxicology, 14(5), 696-710.

5. Lee, J., Jeong, J. S., Kim, S. Y., Park, M. K., Choi, S. D., Kim, U. J., ... & Yu, W. J. (2019). Titanium dioxide nanoparticles oral exposure to pregnant rats and its distribution. Particle and fibre toxicology, 16(1), 1-12.

□ 맺음말

새로운 환경에서 연구를 시작한 저희 연구실을 소개할 기회를 주신 한국실험동물학회 웹진 관계자분들께 진심으로 감사드립니다. 이번 연구실 소개를 통해 다양한 연구자분들과 교류하며 새로운 연구 아이디어를 얻고 협력 연구를 진행할 수 있는 즐거운 기회가 되기를 기대합니다.

비회원이 작성한 글입니다!