고려대학교 바이오의공학부

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  • Where Engineering Meets Medical Science!바이오의공학부 School of Biomedical Engineering

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학부 소식

2021.07.12 윤대성 교수팀, 정확하게 통풍 조기진단 가능한 나노바이오센서 개발
윤대성 교수팀, 정확하게 통풍 조기진단 가능한 나노바이오센서 개발 신장세포막을 전극에 코팅하는 방식 활용 분석화학분야 최고 권위지 Biosensors & Bioelectronics 논문 게재 ▲ 왼쪽부터 고려대 바이오의공학과 김인수 박사(공동 제1저자, 현 기초과학연구원), 가천대 바이오나노학과 김영임(공동 제1저자), 고려대 생명정보공학과 이규도 교수(교신저자), 고려대 바이오의공학과 윤대성 교수(교신저자) 보건과학대학 바이오의공학과 윤대성 교수 연구팀은 기존의 전기화학센서에 신장 세포막을 코팅하여 혈액 내의 요산 선택적 투과도를 높여 정확한 통풍 조기진단을 가능하게 했다. 이번 연구결과는 Elsevier에서 발행하는 분석화학(Analytical chemistry)분야 최고 권위지인 「Biosensors & Bioelectronics」(IF=10.257, JCR 분야 상위 0.581%)에 한국시간 6월 10일(목) 오전 온라인 공개됐다. 통풍은 주로 손가락 및 발가락 관절 마디에 요산이 축적되어 생기는 질병이다. 요산은 퓨린의 최종 대사물질로써, 퓨린은 육류, 어류에 풍부하게 존재한다. 그렇기 때문에 기름진 음식을 자주 즐기는 상류층 사람이 걸린다는 의미로 ‘황제병’, ‘귀족병’ 등의 명칭이 붙었으나 서구화된 식습관으로 최근엔 ‘서민질환’으로 분류되고 있다. 혈액 내 요산의 농도가 높아지면 요산은 관절에 요산 결정체를 형성하여 염증을 유발한다. 요산 결정체는 관련 관절부를 움직일 때마다 고통을 수반하여 일상생활에 지장을 준다. 현재 통풍 진단을 하기위해 광학현미경과 X-ray를 활용하고 있다. 광학현미경으로는 환자의 관절에서 윤활액을 주사기로 추출하여 요산결정체가 있는지 확인하는 방식으로 윤활액의 추출시 환자의 고통을 수반한다. X-ray 진단방식은 비침습적으로 환자의 고통을 수반하지 않으나, 해상도가 낮아 통풍의 조기진단이 불가능하다. 이를 극복하기 위해 혈액 내 요산의 농도를 측정하여 조기진단에 활용하는 연구가 활발히 일어났다. 하지만 요산은 항산화 물질이며 체내 농도가 비교적 낮은 편이라 체내 다른 항산화물질의 간섭현상에 의해 농도를 정밀하게 측정하기 어려움이 있어왔다. [그림1] 신장세포막이 코팅된 요산센서의 측정원리. 연구팀은 사람의 신장에서 요산이 배설되는 현상을 주목하여 신장의 요산 수송체가 핵심적인 역할을 하는 것을 파악 후, 요산 수송체라는 막단백질을 가지는 신장세포의 세포막을 고농도로 추출 및 정제했다. 그 후 신장세포막을 기존의 전기화학센서에 코팅하여 그 성능을 검증했다. (그림1) 신장세포막을 코팅한 요산 전기화학센서는 기존의 요산 전기화학센서와 비슷한 민감도를 나타냈으며, 요산의 탐지를 방해하는 체내의 항산화물질들 (아스코르브산 (비타민C), 바르비투르산, 리포산, 글루타티온, 니코틴아마이드)에 영향을 받지 않고 안정적인 신호 값을 나타냈다. (그림2) 뿐 만 아니라 0-1000 µM의 요산 범위 내에서 8.5 µM의 검출 한계로 요산을 조기 진단할 수 있으며, 3주간의 보관에도 성능을 잃지 않았다. [그림2] 요산세포막 센서와 일반센서의 요산 선택적 측정 성능 비교 윤대성 교수는 “이번 연구에서 고안한 신장세포막 코팅 요산 전기화학센서는 기존의 통풍 진단의 문제점이었던 통풍 환자의 고통 수반 및 조기진단의 불가능성을 극복하는 데 기여할 수 있을 것”이라며 “정확한 수치의 요산 진단을 방해하는 체내의 항산화 물질 이외에 다양한 종류의 방해 물질들에 대한 방어도 고려해야한다.”고 말했다. 글쓴이 : 커뮤니케이션팀 출처 : 고대소식ㅣ고대뉴스ㅣ연구 http://www.korea.ac.kr/user/boardList.do?boardId=474633&siteId=university&page=1&id=university_060108000000&boardSeq=490351&command=albumView
2021.07.05 구자현 교수, Nature Biotechnology (IF=54.908)논문 게재
구자현 교수, Nature Biotechnology (IF=54.908)논문 게재 구자현 교수는 Nature Biotechnology 저널에 '몸 속에서 녹는 심장박동 조율기 개발'에 대한 논문을 게재하였다. Fully implantable and bioresorbable cardiac pacemakers without leads or batteries, Nature Biotechnology, 2021. (논문 링크 : https://www.nature.com/articles/s41587-021-00948-x) Nature Biotechnology 저널은 Biotechnology & Applied Microbiology 분야 저널로 상위 1%(0.943) 이내(IF=54.908, 2020 JCR 기준)에 속한다. 해당 논문의 관련 기사 : http://dongascience.donga.com/news.php?idx=47585
2021.06.22 정아람 교수 연구팀, 고비용 및 안전성 이슈 등 기존 암 면역세포치료 한계 극복 가능해져
고비용 및 안전성 이슈 등 기존 암 면역세포치료 한계 극복 가능해져 T세포(암 면역세포치료용) 유전자 편집·조작 가능한 바이오칩 개발 미세액적 기반 암 면역세포치료제 생산 플랫폼 선보여 정아람 교수팀, 연구결과 국제학술지 ‘ACS Nano’ 게재 ▲ 왼쪽부터 주병주 연구원(제1저자), 윤승규 의학과 교수, 정아람 바이오의공학부 교수 보건과학대학 바이오의공학부 정아람 교수 연구팀은 암 면역세포치료용 T세포 유전자 편집 및 조작이 가 능한 바이오칩을 개발했다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제 학술지 ‘ACS Nano(IF=14.588)’에 미국 현지시간 6월 18일자 온라인 게재됐다. 그동안 독성 항암제, 표적 항암제가 암 치료에 사용되고 있지만 궁극적인 암 완치에는 이르지 못하고 있는 것이 현실이다. 이에 새로운 대안으로 환자의 면역세포를 사용하여 암을 제거하는 ‘암 면역세포치료(cancer immuno-cell therapy)’가 최근 놀라운 효능으로 큰 주목을 받고 있다. 백혈병, 림프종 등 일부 혈액암에서의 완치 결과를 바탕으로 미국 FDA에서 승인받은 5가지의 암 면역세포치료제가 현재 암 치료에 사용 중에 있다. 보통 암 면역세포치료는 환자의 T세포를 분리한 후 암을 인지 및 공격 가능하게 하는 CAR(chimeric antigen receptor) 유전자를 T세포 안으로 넣고 이 세포들을 다시 환자에 주입함으로 치료가 이루어진다. 이때 유전자를 세포 안에 넣기 위하여 바이러스 사용하게 되는데 이로 인하여 발생되는 안전성의 문제와 낮은 생산량이 큰 단점으로 지적됐다. 또한 뛰어난 효과에도 불구하고 고가의 가격은 접근성에 있어서도 그 한계점이 분명하다. 이러한 한계점들을 근본적으로 해결하고자 정아람 교수팀은 미세액적(microdroplet)기반 암 면역세포치료제 생산 플랫폼을 개발했다. 해당 기술은 미세액적 속에서 물리적으로 세포막/핵막을 열어 효과적으로 유전자를 T세포 속으로 넣는 플랫폼 기술이다. 그 기술은 전달물질의 크기와 면역세포의 종류에 크게 구애받지 않는 특징이 있다. 또한 저비용으로 또 고효율로 유전자 전달이 가능한 높은 범용성을 증명했으며, 매우 적은 양의 핵산만을 사용하는 점에서 그 의미가 더욱 크다. 나아가 분당 백만 개 이상의 T세포를 대량으로 편집할 수 있는 높은 처리량을 고려했을 때 보고된 기술이 세포치료제 생산에 바로 사용될 수 있을 것이라 전망된다. ▲ 그림설명 : 미세액적 이용 세포치료제 생산 플랫폼의 모식도, 작동 원리 그리고 전달결과 논문의 제1저자인 주병주 연구원은 “미세유체기반 세포 내 물질전달은 세포 치료제 개발을 포함한 다양한 생명공학 연구에 응용 가능한 잠재력을 가진 기술”이라며 “이번 연구는 기존의 보고된 기술들보다 높은 T세포 형질전환 수율을 얻었다는 점에서 주목할 만한 성과”라고 연구 의의를 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단 개인연구지원사업과 고려대의 지원 아래 고려대 안암병원 진단검사의학과 윤승규 교수와의 공동 연구로 수행됐다. * 논문 제목: Highly Efficient Transfection of Human Primary T Lymphocytes Using Droplet-Enabled Mechanoporation * 논문 링크: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.0c10473 * 저자정보: 주병주(고려대, 제1저자), 허정수(고려대), 김기범(고려대), 윤승규(고려대), 정아람(고려대, 교신저자) 커뮤니케이션팀 서민경(smk920@korea.ac.kr) --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 자료출처 : 고대소식ㅣ고대뉴스 ㅣ 연구 http://korea.ac.kr/user/boardList.do?boardId=474633&command=albumView&page=1&boardSeq=490406&id=university_060108000000
2021.06.21 '2021 한국바이오칩학회 춘계 국제학술대회' 우수 구두 발표상 및 우수 포스터 발표상 수상
'2021 한국바이오칩학회 춘계 국제학술대회' 우수 구두 발표상 및 우수 포스터 발표상 수상 '2021 한국바이오칩학회 춘계 국제학술대회'가 6/16일부터 6/18일에 홍천 비발디파크에서 진행되었다. 학술대회에서 허정수 학생(지도교수 정아람)이 "Human Primary T Cell Engineering via Microfluidic Cell Stretching for Cancer Immunotherapy" 발표로 우수 구두 발표상을 수상하였고, 김기범 학생(지도교수 정아람)이 "Clogging-Free Hydropoator for Cell Engineering" 발표로 우수 포스터 발표상을 수상하였다. 바 이 오 의 공 학 부
2021.06.20 '대한의용생체공학회 2021 온라인 춘계학술대회' 우수 포스터상 수상
'대한의용생체공학회 2021 온라인 춘계학술대회' 우수 포스터상 수상 5/12일부터 5/14일에 열린 '대한의용생체공학회 2021 온라인 춘계학술대회'에서 권찬 학생(지도교수 정아람)이 "Microfluidic cell shearing enables highly effective macromolecule intracellular delivery" 발표로 우수 포스터 상을 수상하였다. 바 이 오 의 공 학 부
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