R&D 커리어랩 리스트

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1 | 오가노이드 연구실

한국생명공학연구원 (대전)

인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 분화와 조직 모사 특성 분석


2 | Active Aging Lab

한국생명공학연구원 (대전)

근신경접합부(NMJ) 회복의 분자·세포 기전을 바탕으로 운동 유래 인자를 활용한 근육 노화 억제 및 기능 개선 전략 모색 등

3 | Integrative Metabolomics Labs

한국한의학연구원 (나주)

질량분석 기반 대사체 분석(metabolomics)을 통한 대사 조절 주요 요인(식이, 장내미생물) 비교 및 평가


4 | 한약자원 효능 연구실

한국한의학연구원 (대전)

면역대사 불균형과 관련된 악액질 유발 기전과 제어 후보 소재 탐색


5 | mHealthLab

고려대학교 (서울)

ANA 간접면역형광 이미지의 기반 패턴 분류 및  실제 임상 AI 데이터 적용을 위한 도메인 적응 연구


6 | 의료빅데이터연구실

성균관대학교 (수원)

설명 가능한 딥러닝 기반 파킨슨병 진단 보조: 뇌 영상 데이 터를 활용한 자동 분류 및 병변 위치 해석


7 | 음성처리연구실

원광대학교 (익산)

소아청소년 정신건강 임상연구 데이터의 수집·이해·분석 및 AI 모델링을 통한 의사과학자 융합 연구 체험


8 | 재생의료연구실

이화여자대학교 (서울)

선천성 두개안면 발달 기형의 분자적 병인 추적



9 | 나노바이오시스템 실험실

전북대학교 (전주)

차세대 나노 엑소좀 기반 치료 전략



10 | 신경 제어 연구실

포항공과대학교 (포항)

뇌졸중 후 운동회복의 회로 기전 규명과 홀로그래픽 광유전학 기반 재활 촉진 전략


11 | 줄기세포 및 암 정밀의학 연구실

DGIST (대구)

오가노이드를 활용한 조직 재생 연구



12 | 뇌인지조절 연구실

DGIST(대구)

비침습 복부초음파 자극을 통한 약물난치성 조현병 동물모델의 인지기능 회복 연구


13 | 지능 및 제어기반 생명의학 연구실

UNIST (울산)

뇌성마비 아동 발화 평가 및 언어 재활치료를 위한 자동 음성 인식 및 전사 모델 고도화 기반의 임상 적용 가능성 연구

14 | 융합 의생명영상화 연구실

KAIST(대전)

공간 오믹스 정밀진단을 위한 기능성 하이드로젤 칩 제작 및 분자병리 영상화


15 | 분자면역의학 연구실

KAIST(대전)

중성구가 항암 면역 반응에 미치는 영향 연구



16 | 대사 질환 연구실

KAIST (대전)

세로토닌 신호전달을 통한 간 대사 조절 기전 규명 및 대사이상 관련 지방간질환 (MASLD) 연구


17 | 대사리프로그래밍 연구실

KAIST(대전)

대사리프로그래밍 기반 심장대사질환 제어



18 | 단일 세포 유전체 의학 연구실

KAIST(대전)

공간 전사체 및 단일세포 전사체 통합 분석을 통한 식도 편평세포암 원발 종양-전이 림프절 간 암세포 분자 아형 및 종양 침윤 면역세포 상호작용 변화 탐색

19 | 노화 및 퇴행성 뇌질환 랩

KAIST (대전)

희소돌기아교세포의 축적 및 기능적 변화가 도파민성 신경세포의 선택적 사멸에 미치는 영향 규명


20 | 통합대사 연구실

KAIST (대전)

Lineage instability의 분자적 기전을 초기 탐색 및 FOS-YAP axis의 계통 안정성 저하 기여 경로 검증 등

21 | 공간멀티오믹스 연구실

KAIST (대전)

환자 유래 고정 조직(FFPE)의 FX-seq 분석을 통한 암세포 상태 및 종양 미세환경 해석


22 | 줄기세포 유전학 연구실

KAIST (대전)

신장 오가노이드 기반 공간·단일세포 다중오믹스 통합 분석을 통한 급성신손상-만성신질환(AKI to CKD) 전환 차단 정밀의료 플랫폼 구축

23 | 후성유전 의공학 실험실

KAIST (대전)

급성골수성백혈병(AML)에서 CD96이 백혈병 줄기세포성 및 항암제 반응성을 조절하는 기전 규명 및 새로운 치료 표적 가능성 제시




[대전] 한국생명공학연구원

오가노이드 연구실

인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 분화와 조직 모사 특성 분석

본 연구는 인간 전분화능줄기세포(pluripotent stem cel, PSC)로부터 장 오가노이드(human intestinal organoid, hIO)를 유도하고, 분화 과정을 단계적으로 관찰하며, 장 계통으로의 분화 과정을 이해하고, 생성된 오가노이드의 형태학적·분자생물학적 특성을 분석함으로써 장 조직을 모사하는 생체모델의 연구적 가치를 탐색하는 것을 목표로 한다. 학생참여자는 줄기세포 기반 오가노이드 연구의 핵심 과정을 실제 연구실 환경에서 경험하며, 기초 의생명과학 연구가 질환 이해와 중개연구로 연결되는 과정을 학습하게 된다.

연구책임자

손미영 연구소장님

한국생명공학연구원 국가아젠다연구소

  • 인간 전분화능줄기세포(pluripotent stem cel) 및 오가노이드 기반 생체모사 플랫폼을 활용하여 인체 조직의 발생, 분화, 기능 및 질환 관련 반응을 연구하는 의생명과학 분야 연구자이다. 특히 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드와 장 상피 모델을 기반으로, 장 조직의 구조적·기능적 특성을 재현하고 이를 다양한 의과학적 응용 연구로 확장하는 플랫폼 연구를 수행해 왔다. 또한 장 오가노이드의 조직 모사성, 배양 시스템의 표준화, 장 독성 평가, 마이크로바이옴과의 상호작용 분석뿐 아니라 장 오가노이드 기반 재생치료제 연구도 활발히 진행하고 있다. 

연구내용 및 방법

  • 오가노이드 연구의 이론적 이해 및 실험 기초교육
  • 인간 전분화능줄기세포 유래 
  • 장 오가노이드의 분화 과정 이해
  • 장 오가노이드의 배양 및 형태학적 관찰
  • 조직모사 특성 분석데이터 정리, 해석 및 연구계획서 작성

교육적 가치 

  • 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 분화 과정을 학습함으로써, 인간 조직을 시험관 내에서 모사하는 최신 연구 접근법을 이해하게 된다. 
  • 장 오가노이드는 인간 장 조직의 구조와 특성을 보다 생리학적으로 가깝게 재현할 수 있는 모델로서, 장 질환의 기전 연구, 약물반응 평가, 재생의학, 환자 맞춤형 질환 모델 구축 등 다양한 의과학 분야로 확장 가능하다. 이와 같은 모델의 가능성과 한계를 함께 이해함으로써, 기초 의생명과학 연구가 임상의학과 어떻게 연결되는지를 입체적으로 파악할 수 있다.
  • 실험기술 습득뿐 아니라 연구노트 작성, 데이터 정리, 결과 해석, 연구계획서 작성, 발표를 포함하고 있어 종합적 연구역량 향상에 기여한다. 단순한 실험 수행을 넘어, 질문 설정, 근거 기반 해석, 재현성 확보, 한계 인식, 후속 연구 아이디어 도출 등 연구자의 사고 과정을 실제로 경험하게 된다. 
  • 본 연구는 임상적 관심사와 기초연구를 연결하는 출발점을 제공한다. 장 오가노이드 연구를 통해 실제 환자 질환과 연계될 수 있는 연구주제를 상상하고, 미충족 의료수요를 해결하기 위한 의과학 연구의 역할을 이해하게 된다. 향후 소화기 질환, 장 점막 재생, 장 염증성 질환, 약물 독성 및 반응 평가 등 다양한 연구주제로 확장 가능한 기반을 얻게 될 것으로 기대된다. 

연구지도계획

사전활동

  • 사전 오리엔테이션 및 프로그램 안내
    연구책임자와 연구멘토는 학생참여자를 대상으로 프로그램의 운영 목적, 전체 일정, 연구실습 목표, 연구실 기본 운영 원칙을 안내한다. 이를 통해 학생이 본 프로그램의 취지와 본인의 역할을 명확히 이해하고, 현장실습 전 연구참여의 전반적인 흐름을 파악할 수 있도록 지도한다.

  • 연구주제 이해 및 기초 이론 학습
    학생참여자가 수행할 연구주제인 ‘인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 분화와 조직 모사 특성 분석’과 관련하여, 인간 전분화능줄기세포의 개념, 장 오가노이드의 형성 원리, 장 오가노이드의 의과학적 활용 가치 등에 대한 기초자료를 제공한다. 연구멘토는 온라인 설명과 질의응답을 통해 학생이 연구 배경과 핵심 개념을 충분히 이해할 수 있도록 지도한다.

  • 문헌 탐색 및 사전 과제 수행
    학생참여자는 장 오가노이드 관련 기초 논문, 리뷰 논문, 연구실 대표 성과논문을 사전에 검토하고, 연구주제와 관련된 핵심 개념 및 연구 흐름을 정리한다. 연구멘토는 학생의 전공 수준을 고려하여 읽기 자료를 선정하고, 학생이 문헌을 단순히 읽는 데 그치지 않고 연구질문과 연결하여 이해할 수 있도록 피드백을 제공한다.

  • 연구윤리 및 안전교육
    학생참여자가 현장실습에 앞서 연구노트 작성법, 데이터 기록 원칙, 연구윤리, 생물안전, 무균조작의 중요성, 실험실 안전수칙 등을 익힐 수 있도록 원격 사전교육을 실시한다. 이를 통해 학생이 실제 연구실습에 참여하기 전 연구 수행에 필요한 기본 소양과 안전의식을 갖출 수 있도록 한다.

  • 연구계획서 작성방향 안내
    현장실습 기간 동안 수행하게 될 실험과 분석의 흐름을 미리 소개하고, 학생이 연구노트와 연구계획서를 어떤 방향으로 작성해야 하는지 안내한다.  이를 통해 현장실습이 시작되기 전부터 학생이 단순 참여자가 아니라 연구의 흐름을 이해하고 스스로 질문을 도출하는 태도로 프로그램에 임할 수 있도록 지도한다.


Lab-dive(커리어랩 현장실습)

  • 1주차 연구실 적응 및 실험 기초 이해
    현장실습 초기에는 학생이 연구실 환경에 적응할 수 있도록 연구실 소개, 연구원 구성 및 역할 안내, 실험실 안전교육, 장비 및 공간 사용법 교육을 실시한다. 또한 인간 전분화능줄기세포와 장 오가노이드 연구의 전체 흐름, 분화 및 배양 과정의 주요 단계, 오가노이드 연구의 의과학적 의미를 설명한다. 학생은 현미경 관찰, 세포 상태 확인, 배지 교체, 무균조작 등 기초 실험기술을 익히며 연구실습의 기본을 이해하게 된다.

  • 2주차 장 오가노이드 분화 및 배양 과정 참여
    학생참여자는 연구멘토의 지도 아래 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 분화 및 배양 과정의 핵심 단계를 관찰하고 일부 직접 수행한다. 분화 단계에 따른 형태 변화와 배양 조건의 차이를 연구노트에 기록하고, 각 단계가 가지는 생물학적 의미를 이해하도록 지도한다. 주기적인 미팅을 통해 학생이 관찰한 내용을 정리하고, 실험과정에서 생긴 질문을 바탕으로 연구적 사고를 확장할 수 있도록 지도한다.

  • 3주차 분화·배양 과정 지속 참여 및 조직 모사 특성 분석
    학생참여자는 장 오가노이드의 분화 및 배양 과정을 계속해서 관찰·수행하면서, 동시에 장 오가노이드가 실제 장 조직의 특성을 어떻게 재현하는지 평가하기 위한 특성분석을 시작한다. 연구실의 기존 실험체계와 학생 실습 가능 범위를 고려하여 현미경 이미지 분석, 면역형광염색, 유전자 발현 분석, 장 상피 및 분화 관련 표지자 해석 등을 단계적으로 경험하도록 한다. 이 과정에서 학생은 분화·배양 과정과 특성분석 결과가 어떻게 연결되는지를 함께 이해하게 된다.

  • 4주차 특성분석 심화, 결과 해석 및 연구계획서 구체화
    학생참여자는 3주차부터 진행한 특성분석을 지속·보완하면서, 현장실습 동안 얻은 실험 결과와 관찰 내용을 종합적으로 정리한다. 연구멘토와 함께 핵심 데이터를 해석하고, 장 오가노이드의 조직 모사 특성에 대한 의미를 정리하며, 후속 연구질문을 도출한다. 연구책임자는 최종 미팅을 통해 연구의 의과학적 의미와 확장 가능성을 설명하고, 학생이 연구계획서 초안과 발표자료를 구체화할 수 있도록 지도한다. 이를 통해 학생은 단순한 실험 참여를 넘어, 결과를 해석하고 후속 연구 방향을 설계하는 경험까지 수행하게 된다.

  • 현장실습 중 상시 지도
    현장실습 기간 동안 연구멘토는 학생의 일일 실험 참여를 밀착 지도하고, 연구노트 작성 상태와 실험 이해도를 수시로 점검한다. 연구책임자는 주기적인 미팅을 통해 연구 방향과 결과 해석을 지도하며, 연구멘토와 함께 학생의 수준에 맞춘 피드백을 제공한다. 필요 시 기관 내 공통 세미나, 장비교육, 연구실 세미나 참여와 연계하여 연구경험의 폭을 확장할 수 있도록 한다. 연구책임자는 연구주제의 의과학적 의미 설명, 주요 방향 설정, 결과 해석 및 연구계획서 구체화 지도를 담당하고 연구멘토는 일상적 실험 수행 지도, 연구노트 점검, 데이터 정리 및 발표준비를 밀착 지원한다.



사후활동

  • 연구노트 및 데이터 정리
    학생참여자는 현장실습 기간 동안 작성한 연구노트, 실험 결과, 이미지 자료, 분석 내용을 정리하고 보완한다. 연구멘토는 기록의 충실성, 논리성, 재현 가능성을 검토하고, 학생이 연구과정을 보다 체계적으로 정리할 수 있도록 원격 피드백을 제공한다.

  • 연구계획서 수정 및 보완
    현장실습 중 도출한 실험 결과와 연구질문을 바탕으로 학생이 연구계획서를 수정·보완할 수 있도록 지도한다. 연구책임자와 연구멘토는 연구질문의 타당성, 방법의 적절성, 기대효과의 구체성을 중심으로 피드백을 제공하며, 학생이 실습 경험을 하나의 연구주제로 발전시켜 볼 수 있도록 돕는다.

  • 발표자료 작성 및 연구성과물 준비
    학생참여자가 프로그램 최종 발표에 대비하여 발표자료를 작성할 수 있도록 슬라이드 구성, 핵심 메시지 정리, 데이터 시각화, 질의응답 대비 등을 지도한다. 필요 시 온라인 발표 리허설을 진행하여 학생이 자신의 연구경험과 결과를 논리적으로 전달할 수 있도록 지원한다.

  • 연구경험 성찰 및 진로 이해
    연구책임자와 연구멘토는 학생참여자와의 원격 면담을 통해 현장실습 경험을 돌아보고, 의사과학자 진로와 기초-임상 연계 연구의 의미, 연구자로서 필요한 태도와 역량에 대해 멘토링을 제공한다. 이를 통해 학생이 본 프로그램을 통해 습득한 연구경험을 스스로 성찰하고, 향후 진로 방향을 보다 구체적으로 정리할 수 있도록 지원한다.

국외학회 참여계획

  • 없음

기숙사 지원여부

  • 한국생명공학연구원 내 기숙사 제공 예정

연구실 소개

  • 연구실 개요
    본 연구실은 인간 전분화능줄기세포와 오가노이드 기술을 기반으로, 인체 장 조직의 분화 및 기능을 모사하는 연구를 수행해 왔다. 특히 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드와 장 상피 모델을 구축하고, 이를 활용하여 장 조직의 형태학적·분자생물학적 특성을 분석하는 플랫폼 연구를 핵심 연구 분야로 하고 있다. 구체적으로는 인간 장 오가노이드의 성숙화 기전, 조직 유사성 평가, 표준화 및 품질평가, 장줄기세포 확장 배양, 장 독성 및 장벽 기능 평가, 마이크로바이옴과 숙주 간 상호작용 연구, 그리고 장 오가노이드 기반 재생치료제 연구를 수행하고 있다. 특히 임상 적용 가능성을 고려한 장줄기세포 배양 시스템과 xeno-fre 배양 플랫폼 연구는 향후 장 조직 재생 및 치료 응용 가능성을 보여주는 중요한 기반이 된다. 

  • 미충족 의료수요 해결을 위한 협력·중개연구 실적
    본 연구실은 인간 장 오가노이드 및 장 상피 플랫폼을 활용하여, 기존 동물모델이나 단순 2차원 세포주 기반 연구만으로는 충분히 반영하기 어려운 인간 장 조직 특이적 반응을 보다 정밀하게 분석하는 연구를 수행해 왔다. 이러한 연구는 장 질환의 병태생리 이해, 후보물질의 독성 및 유효성 평가, 장 장벽 기능 이상 분석, 장내 미생물과 숙주의 상호작용 이해 등 미충족 의료수요 해결과 직접적으로 연결될 수 있다. 실제로 본 연구실은 약물 흡수 평가 모델, 장 독성 평가 모델, 장벽 무결성 평가 시스템, 마이크로바이옴 관련 성숙화 및 숙주반응 연구모델 등으로 확장 가능한 연구성과를 축적해 왔다. 인간 소장 상피 모델을 이용한 약물 흡수 연구, 인간 배아줄기세포 유래 장세포 기반 차세대 장 독성 평가 모델, 약물 유발성 위장관 독성과 장벽 무결성 손상 연구, 장 오가노이드의 성숙화가 공생 미생물 정착에 미치는 영향 연구 등은 장 질환 및 치료반응을 보다 인간 생리에 가깝게 평가할 수 있는 중개연구 기반을 제공한다. 나아가 본 연구실은 장 오가노이드를 질환 모델을 넘어 재생치료제 개발 및 치료전략 확장의 관점에서도 활용하고 있다. 장줄기세포의 확장 배양, 임상 적용 가능성을 고려한 배양 시스템, 장 조직 재생 가능성 탐색과 같은 연구는 향후 손상된 장 조직의 회복과 재생을 목표로 하는 중개연구 기반으로 발전할 수 있다. 이러한 점에서 본 연구실의 장 오가노이드 연구는 질환 이해, 독성 및 유효성 평가, 재생의학적 응용을 아우르는 의과학 플랫폼으로서 의미를 가진다. 

  • 의생명·의공학 등 의과학 분야 연구 실적
    - 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 성숙화 및 조직 특성 연구
    - 인간 장 오가노이드의 표준화 및 품질평가 연구
    - 인간 장 오가노이드 유래 장줄기세포의 화학조성 기반 확장 배양 시스템 개발
    - 기능성 고분자 표면 기반 xenogeneic-fre 인간 장줄기세포 배양 플랫폼 개발
    - 인간 소장 상피 모델 기반 약물 흡수 평가 연구
    - 인간 배아줄기세포 유래 장세포 기반 장 독성 평가 모델 개발
    - 3차원 인간 장 오가노이드 장벽 무결성 평가 시스템 개발
    - 약물 유발성 위장관 독성과 장벽 손상 기전 연구
    - 공생미생물 및 유래 인자가 인간 장 오가노이드의 성숙과 장 건강에 미치는 영향 연구
    - 장 오가노이드 및 장줄기세포 기반 재생치료제 응용 연구

[대전] 한국생명공학연구원

Active Aging Lab

근신경접합부(NMJ) 회복의 분자·세포 기전을 바탕으로 운동 유래 인자를 활용한 근육 노화 억제 및 기능 개선 전략 모색 등

  • 노화가 진행되면서 근신경접합부(NMJ)가 약해지고 신경-근육 신호 전달이 저하되어 근감소와 근기능 저하가 발생하는 과정을 이해
  • 운동 시 분비되는 마이오카인이 NMJ 기능을 유지·회복시키고, 전신적인 항노화 효과를 유도하는 기전을 탐구
  • 이러한 기전을 바탕으로 운동 유래 인자를 활용한 근육 노화 억제 및 기능 개선 전략을 모색

연구책임자

양용열 책임연구원님

한국생명공학연구원 노화융합연구단

  • 혈액 내 노화조절인자 및 조직 재생 기전 연구 전문가
  • 노인성 근감소증 치료제 개발중

연구내용 및 방법

  • 세포모델 연구 
    - 운동신경세포 기반 실험 : 신경세포 배양 및 NMJ 관련 신호 분석, CLCF1 처리에 따른 신경세포 생존 및 시냅스 형성 평가
    - 주요 분석 : 신경돌기성장, 시냅스 관련 단백질 분석, 세포 생존율 및 신호전달 경로 분석
  • 동물모델 연구
    - 신경손상 유도 근위축 모델 : 좌골신경 손상 등을 통해 근위축 유도
    - NMJ 붕괴 및 근육 손실 과정 분석
  • 주요 분석방법
    - 근육 기능 측정, 근육 조직 분석, NMJ 구조 분석, 단백질 및 유전자 발현 분석

교육적 가치 

  • 여러 학문을 아우르는 통합적 연구 경험
    - 생명과학의 넓은 시야 확보 : 노화, 신경, 근육 등 서로 연결된 여러 학문을 한꺼번에 배우며 몸 전체를 통합적으로 바라보는 분석력을 기름
    - 실제 치료까지 이어지는 연구 흐름 : 단순한 호기심에서 시작된 연구가 어떻게 실제 질병 치료제 개발로 이어지는지 그 전체 과정을 생생하게 경험
  • 세포부터 동물까지, 실전 실험 직접 참여
    - 핵심 실험 기술 마스터: 세포를 직접 키워보고, 단백질 분석이나 고해상도 현미경 촬영 같은 의생명과학 분야의 필수 실험들을 현장에서 직접 배움
    - 살아있는 질환 모델의 이해: 책으로만 보던 질병 메커니즘을 실제 동물 모델을 통해 확인하며, 생명체 내에서 일어나는 반응을 다루는 기초 실력을 쌓음
  • 스스로 생각하고 해결하는 연구자적 역량
    - 가설 중심의 논리적 사고: 연구 목적에 부합하는 가설을 스스로 수립하고, 이를 검증하기 위한 실험 과정을 능동적으로 설계하는 학술적 사고 능력을 배양함
    - 데이터 해석 및 문제 해결 역량: 실험 데이터의 정밀한 해석은 물론, 결과 도출 과정에서 발생하는 오류를 분석하고 해결하는 실전적 연구 대응 능력을 배움
  • 미래 의생명과학 전문가를 위한 진로 탐색
    - 미리 가보는 연구소 생활: 대학원 연구실의 일상을 미리 경험하며, 연구자라는 직업이 실제로 어떤 일을 하고 어떻게 사는지 미리 체감함
    - 나만의 커리어 설계: 바이오 산업이나 학계 진출을 위한 나만의 강점(포트폴리오)을 만들고, 이 길이 나에게 정말 맞는지 확인하며 미래를 구체적으로 계획함

연구지도계획

사전활동

  • 사전 오리엔테이션 및 프로그램 안내
    연구책임자와 연구멘토는 학생참여자를 대상으로 프로그램의 운영 목적, 전체 일정, 연구실습 목표, 연구실 기본 운영 원칙을 안내한다. 이를 통해 학생이 본 프로그램의 취지와 본인의 역할을 명확히 이해하고, 현장실습 전 연구참여의 전반적인 흐름을 파악할 수 있도록 지도한다.

  • 연구주제 이해 및 기초 이론 학습
    학생참여자가 수행할 연구주제인 ‘인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 분화와 조직 모사 특성 분석’과 관련하여, 인간 전분화능줄기세포의 개념, 장 오가노이드의 형성 원리, 장 오가노이드의 의과학적 활용 가치 등에 대한 기초자료를 제공한다. 연구멘토는 온라인 설명과 질의응답을 통해 학생이 연구 배경과 핵심 개념을 충분히 이해할 수 있도록 지도한다.

  • 문헌 탐색 및 사전 과제 수행
    학생참여자는 장 오가노이드 관련 기초 논문, 리뷰 논문, 연구실 대표 성과논문을 사전에 검토하고, 연구주제와 관련된 핵심 개념 및 연구 흐름을 정리한다. 연구멘토는 학생의 전공 수준을 고려하여 읽기 자료를 선정하고, 학생이 문헌을 단순히 읽는 데 그치지 않고 연구질문과 연결하여 이해할 수 있도록 피드백을 제공한다.

  • 연구윤리 및 안전교육
    학생참여자가 현장실습에 앞서 연구노트 작성법, 데이터 기록 원칙, 연구윤리, 생물안전, 무균조작의 중요성, 실험실 안전수칙 등을 익힐 수 있도록 원격 사전교육을 실시한다. 이를 통해 학생이 실제 연구실습에 참여하기 전 연구 수행에 필요한 기본 소양과 안전의식을 갖출 수 있도록 한다.

  • 연구계획서 작성방향 안내
    현장실습 기간 동안 수행하게 될 실험과 분석의 흐름을 미리 소개하고, 학생이 연구노트와 연구계획서를 어떤 방향으로 작성해야 하는지 안내한다.  이를 통해 현장실습이 시작되기 전부터 학생이 단순 참여자가 아니라 연구의 흐름을 이해하고 스스로 질문을 도출하는 태도로 프로그램에 임할 수 있도록 지도한다.


Lab-dive(커리어랩 현장실습)

  • 1주차 연구실 적응 및 실험 기초 이해
    현장실습 초기에는 학생이 연구실 환경에 적응할 수 있도록 연구실 소개, 연구원 구성 및 역할 안내, 실험실 안전교육, 장비 및 공간 사용법 교육을 실시한다. 또한 인간 전분화능줄기세포와 장 오가노이드 연구의 전체 흐름, 분화 및 배양 과정의 주요 단계, 오가노이드 연구의 의과학적 의미를 설명한다. 학생은 현미경 관찰, 세포 상태 확인, 배지 교체, 무균조작 등 기초 실험기술을 익히며 연구실습의 기본을 이해하게 된다.

  • 2주차 장 오가노이드 분화 및 배양 과정 참여
    학생참여자는 연구멘토의 지도 아래 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 분화 및 배양 과정의 핵심 단계를 관찰하고 일부 직접 수행한다. 분화 단계에 따른 형태 변화와 배양 조건의 차이를 연구노트에 기록하고, 각 단계가 가지는 생물학적 의미를 이해하도록 지도한다. 주기적인 미팅을 통해 학생이 관찰한 내용을 정리하고, 실험과정에서 생긴 질문을 바탕으로 연구적 사고를 확장할 수 있도록 지도한다.

  • 3주차 분화·배양 과정 지속 참여 및 조직 모사 특성 분석
    학생참여자는 장 오가노이드의 분화 및 배양 과정을 계속해서 관찰·수행하면서, 동시에 장 오가노이드가 실제 장 조직의 특성을 어떻게 재현하는지 평가하기 위한 특성분석을 시작한다. 연구실의 기존 실험체계와 학생 실습 가능 범위를 고려하여 현미경 이미지 분석, 면역형광염색, 유전자 발현 분석, 장 상피 및 분화 관련 표지자 해석 등을 단계적으로 경험하도록 한다. 이 과정에서 학생은 분화·배양 과정과 특성분석 결과가 어떻게 연결되는지를 함께 이해하게 된다.

  • 4주차 특성분석 심화, 결과 해석 및 연구계획서 구체화
    학생참여자는 3주차부터 진행한 특성분석을 지속·보완하면서, 현장실습 동안 얻은 실험 결과와 관찰 내용을 종합적으로 정리한다. 연구멘토와 함께 핵심 데이터를 해석하고, 장 오가노이드의 조직 모사 특성에 대한 의미를 정리하며, 후속 연구질문을 도출한다. 연구책임자는 최종 미팅을 통해 연구의 의과학적 의미와 확장 가능성을 설명하고, 학생이 연구계획서 초안과 발표자료를 구체화할 수 있도록 지도한다. 이를 통해 학생은 단순한 실험 참여를 넘어, 결과를 해석하고 후속 연구 방향을 설계하는 경험까지 수행하게 된다.

  • 현장실습 중 상시 지도
    현장실습 기간 동안 연구멘토는 학생의 일일 실험 참여를 밀착 지도하고, 연구노트 작성 상태와 실험 이해도를 수시로 점검한다. 연구책임자는 주기적인 미팅을 통해 연구 방향과 결과 해석을 지도하며, 연구멘토와 함께 학생의 수준에 맞춘 피드백을 제공한다. 필요 시 기관 내 공통 세미나, 장비교육, 연구실 세미나 참여와 연계하여 연구경험의 폭을 확장할 수 있도록 한다. 연구책임자는 연구주제의 의과학적 의미 설명, 주요 방향 설정, 결과 해석 및 연구계획서 구체화 지도를 담당하고 연구멘토는 일상적 실험 수행 지도, 연구노트 점검, 데이터 정리 및 발표준비를 밀착 지원한다.



사후활동

  • 연구노트 및 데이터 정리
    학생참여자는 현장실습 기간 동안 작성한 연구노트, 실험 결과, 이미지 자료, 분석 내용을 정리하고 보완한다. 연구멘토는 기록의 충실성, 논리성, 재현 가능성을 검토하고, 학생이 연구과정을 보다 체계적으로 정리할 수 있도록 원격 피드백을 제공한다.

  • 연구계획서 수정 및 보완
    현장실습 중 도출한 실험 결과와 연구질문을 바탕으로 학생이 연구계획서를 수정·보완할 수 있도록 지도한다. 연구책임자와 연구멘토는 연구질문의 타당성, 방법의 적절성, 기대효과의 구체성을 중심으로 피드백을 제공하며, 학생이 실습 경험을 하나의 연구주제로 발전시켜 볼 수 있도록 돕는다.

  • 발표자료 작성 및 연구성과물 준비
    학생참여자가 프로그램 최종 발표에 대비하여 발표자료를 작성할 수 있도록 슬라이드 구성, 핵심 메시지 정리, 데이터 시각화, 질의응답 대비 등을 지도한다. 필요 시 온라인 발표 리허설을 진행하여 학생이 자신의 연구경험과 결과를 논리적으로 전달할 수 있도록 지원한다.

  • 연구경험 성찰 및 진로 이해
    연구책임자와 연구멘토는 학생참여자와의 원격 면담을 통해 현장실습 경험을 돌아보고, 의사과학자 진로와 기초-임상 연계 연구의 의미, 연구자로서 필요한 태도와 역량에 대해 멘토링을 제공한다. 이를 통해 학생이 본 프로그램을 통해 습득한 연구경험을 스스로 성찰하고, 향후 진로 방향을 보다 구체적으로 정리할 수 있도록 지원한다.

국외학회 참여계획

  • 없음

기숙사 지원여부

  • 한국생명공학연구원 내 기숙사 제공 예정

연구실 소개

  • 연구실 개요
    본 연구실은 인간 전분화능줄기세포와 오가노이드 기술을 기반으로, 인체 장 조직의 분화 및 기능을 모사하는 연구를 수행해 왔다. 특히 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드와 장 상피 모델을 구축하고, 이를 활용하여 장 조직의 형태학적·분자생물학적 특성을 분석하는 플랫폼 연구를 핵심 연구 분야로 하고 있다. 구체적으로는 인간 장 오가노이드의 성숙화 기전, 조직 유사성 평가, 표준화 및 품질평가, 장줄기세포 확장 배양, 장 독성 및 장벽 기능 평가, 마이크로바이옴과 숙주 간 상호작용 연구, 그리고 장 오가노이드 기반 재생치료제 연구를 수행하고 있다. 특히 임상 적용 가능성을 고려한 장줄기세포 배양 시스템과 xeno-fre 배양 플랫폼 연구는 향후 장 조직 재생 및 치료 응용 가능성을 보여주는 중요한 기반이 된다. 

  • 미충족 의료수요 해결을 위한 협력·중개연구 실적
    본 연구실은 인간 장 오가노이드 및 장 상피 플랫폼을 활용하여, 기존 동물모델이나 단순 2차원 세포주 기반 연구만으로는 충분히 반영하기 어려운 인간 장 조직 특이적 반응을 보다 정밀하게 분석하는 연구를 수행해 왔다. 이러한 연구는 장 질환의 병태생리 이해, 후보물질의 독성 및 유효성 평가, 장 장벽 기능 이상 분석, 장내 미생물과 숙주의 상호작용 이해 등 미충족 의료수요 해결과 직접적으로 연결될 수 있다. 실제로 본 연구실은 약물 흡수 평가 모델, 장 독성 평가 모델, 장벽 무결성 평가 시스템, 마이크로바이옴 관련 성숙화 및 숙주반응 연구모델 등으로 확장 가능한 연구성과를 축적해 왔다. 인간 소장 상피 모델을 이용한 약물 흡수 연구, 인간 배아줄기세포 유래 장세포 기반 차세대 장 독성 평가 모델, 약물 유발성 위장관 독성과 장벽 무결성 손상 연구, 장 오가노이드의 성숙화가 공생 미생물 정착에 미치는 영향 연구 등은 장 질환 및 치료반응을 보다 인간 생리에 가깝게 평가할 수 있는 중개연구 기반을 제공한다. 나아가 본 연구실은 장 오가노이드를 질환 모델을 넘어 재생치료제 개발 및 치료전략 확장의 관점에서도 활용하고 있다. 장줄기세포의 확장 배양, 임상 적용 가능성을 고려한 배양 시스템, 장 조직 재생 가능성 탐색과 같은 연구는 향후 손상된 장 조직의 회복과 재생을 목표로 하는 중개연구 기반으로 발전할 수 있다. 이러한 점에서 본 연구실의 장 오가노이드 연구는 질환 이해, 독성 및 유효성 평가, 재생의학적 응용을 아우르는 의과학 플랫폼으로서 의미를 가진다. 

  • 의생명·의공학 등 의과학 분야 연구 실적
    - 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 성숙화 및 조직 특성 연구
    - 인간 장 오가노이드의 표준화 및 품질평가 연구
    - 인간 장 오가노이드 유래 장줄기세포의 화학조성 기반 확장 배양 시스템 개발
    - 기능성 고분자 표면 기반 xenogeneic-fre 인간 장줄기세포 배양 플랫폼 개발
    - 인간 소장 상피 모델 기반 약물 흡수 평가 연구
    - 인간 배아줄기세포 유래 장세포 기반 장 독성 평가 모델 개발
    - 3차원 인간 장 오가노이드 장벽 무결성 평가 시스템 개발
    - 약물 유발성 위장관 독성과 장벽 손상 기전 연구
    - 공생미생물 및 유래 인자가 인간 장 오가노이드의 성숙과 장 건강에 미치는 영향 연구
    - 장 오가노이드 및 장줄기세포 기반 재생치료제 응용 연구

[나주] 한국한의학연구원

Integrative Metabolomics Labs

질량분석 기반 대사체 분석(metabolomics)을 통한 대사 조절 주요 요인(식이, 장내미생물) 비교 및 평가

  • 우리 몸의 대사를 조절하는 주요 요인인 식이와 장내미생물 가운데 어느 요소가 보다 강력한 영향을 미치는지를 질량분석 기반 대사체 분석(metabolomics)을 통해 비교·평가한다.
  • 실제 연구실 환경에서 실험 설계부터 데이터 분석 및 해석에 이르기까지 연구의 전 과정을 직접 경험함으로써, 대사체 연구의 전반적인 흐름을 이해할 수 있다.
  • 한의학의 정체관을 반영한 시스템 생물학적 접근 역량을 함양하여, 미래 의과학 인재로 성장할 수 있는 기반을 마련한다.

연구책임자

정지연 책임연구원님

한국한의학연구원 한의과학연구부

  • 한의사이자 대사체학(metabolomics) 전문가, 한국대사체학회 학술위원
  • 다양한 대사체 기반 연구 수행(한의 맞춤치료 바이오마커 발굴 연구, 한의 건강노화 코호트 구축 및 운영 등)

연구내용 및 방법

  • 대사체학의 개념 및 연구 목적 이해
    - untargeted 및 targeted metabolomics의 차이 학습
    - 한의학에서의 대사체학 적용 및 실험 방법 학습
  • 생체시료(혈청, 조직 등)로부터 대사체를 추출하기 위한 표준화된 전처리 과정 수행
    - LC-MS 및 GC-MS 분석에 적합한 조건 적용
    - 대사체 profiling 수행, 데이터 획득(data acquisition) 과정 이해 및 미지 대사체를 포함한 feature 기반 분석 수행
  • PCA(Principal Component Analysis), PLS-DA 등 다변량 통계 분석
    - 그룹 간 대사 변화 패턴 비교, 통계적으로 유의한 biomarker 후보 물질 도출
    - 대사 경로(pathway) 해석을 통한 노화 조절 기전 규명 등

교육적 가치 

  • 의과학적 탐구 능력 향상
    - 질병 및 노화 기전에 대한 시스템적 이해와 한의학적 치료 효과를 과학적으로 해석하는 능력 배양
    - 가설 설정 → 실험 → 데이터 분석 → 해석의 연구 사고 과정 습득
  • 융합형 연구 역량 강화
    - 생명과학 + 분석화학 + 데이터과학의 융합 경험
    - 질량분석기 기반 omics 연구에 대한 실무 능력 확보와 R/Python을 활용한 데이터 분석 및 시각화 역량 향상
  • 실제 연구 수행 경험
    - 연구실 기반 프로젝트 수행 경험 축적과 학술 연구 흐름 및 논문 작성 기반 이해
    - 향후 대학원 진학 및 연구자 진로 탐색에 기여
  • 건강노화 연구에 대한 이해 확대
    - 노화 관련 대사 변화 및 조절 메커니즘 이해와 한의학적 접근의 과학적 근거 확보 과정 경험
    - 예방의학 및 맞춤의학 분야로의 확장 가능성 인식

연구지도계획

사전활동

  • 실험 개요 이해
    - 식이, 장내미생물의 대사질환 및 노화에서의 역할 이해
    - 식이, 장내미생물 비교 효과에 대한 사전결과 이해

  • 대사체 분석 실험 프로세스 이해
    - 대사체학(metabolomics)의 개념 및 연구 목적 이해
    - Untargeted와 Targeted metabolomics의 차이 이해
    - 실험 설계(Experimental design) 및 QC 전략 학습


Lab-dive(커리어랩 현장실습)

  • 1주차 실험실 안전 사항 교육 및 대사체 샘플 전처리(LC, GC)
    - 실험실 전반 및 LC-MS 활용 관련 안전사항 교육
    - 생체시료(혈청, 조직 등)에서 대사체 추출 방법 습득
    - LC-MS 및 GC-MS 분석에 적합한 전처리 과정 수행
    - 단백질 제거, 농축, 유도체화(derivatization) 등의 과정 실습
    - 재현성 확보를 위한 표준화된 프로토콜 적용

  • 2주차 LC-MS 기반 대사체 분석 (Untargeted metabolomics)
    - LC-MS 장비를 활용한 대사체 profiling 수행
    - 데이터 획득 과정 (data acquisition) 이해

  • 3주차 대사체 데이터 전처리 프로세싱
    - Peak detection, alignment, normalization 개념 학습
    - 미지 대사체 탐색 및 feature 기반 분석 수행

  • 4주차 다변량 통계 분석을 통한 데이터 해석
    - PCA (Principal Component Analysis), PLS-DA 등 다변량 분석 수행
    - 그룹 간 대사체 변화 패턴 비교
    - Biomarker 후보 물질 도출 및 통계적 유의성 검정
    - 건강노화 관련 대사 경로(pathway) 해석



사후활동

  • 데이터 분석 결과에 대한 통계 분석 및 논리적 해석 학습
    - Heatmap, Volcano plot, Score plot 등 작성
    - 분석 결과를 논리적으로 표현하는 능력 습득
    - 논문 작성 방법 학습 및 한의치료에 적용할 때의 의미 토론

국외학회 참여계획

  • 학회명: IMSC 2026
  • 일정: 2026.8.22.-8.28.
  • 장소: (프랑스) 리옹 컨벤션 센터

기숙사 지원여부

  • 없음

연구실 소개

  • 대사체-장내미생물-면역지표에 대한 한의 치료 작용 기전 연구
    본 연구실은 대사질환, 면역질환 및 노화와 관련하여 한의치료의 작용기전을 과학적으로 해석하기 위해, 대사체, 장내미생물, 면역지표 간의 네트워크를 통합적으로 분석하고 이를 시스템적 관점에서 규명하는 연구를 수행하고 있다. 

  • 대사체 기반 경락자극 효과의 작용기전 규명
    본 연구실은 침구·경락 자극 치료가 뇌신경 반응과 대사체 변화를 매개로 작용한다는 가설을 바탕으로, 신경–대사 상호작용 기반의 통합적 작용기전을 규명하는 연구한다. 특히, 침치료가 우울증 동물 모델의 간지질 대사와 우울행동 패턴 개선에 효과가 있음을 Lipidomics를 기반으로 기전 규명하였으며, 침치료가 뇌-신경 반응 뿐만 아니라 간, 혈관 등의 다양한 신체 기관의 대사 패턴에도 영향을 미칠 수 있다는 것을 세계 최초로 규명. 대사체, 지질체 방법이 침치료 연구의 새로운 방법으로 활용 될 수 있음을 보여주침치료 기전을 밝히는 연구를 수행하였다(Brain Behav Immun.2021;94:424-436).

  • 건강노화를 위한 바이오 마커 연구
    본 연구실은 건강노화 코호트를 기반으로 한의 임상지표와 대사체·단백체 오믹스 데이터를 통합하여, 한의진단 지표 및 노화 관련 바이오마커를 발굴하고 그 기전을 규명하는 연구를 핵심 연구 분야로 삼고 있다.

[대전] 한국한의학연구원

한약자원 효능 연구실

면역대사 불균형과 관련된 악액질 유발 기전과 제어 후보 소재 탐색

  • 면역대사 불균형 관점에서 악액질의 유발 기전 정리 및 관련 제어 후보 소재 탐색
  • 향후 기전 기반 중재 연구의 기초자료를 마련

연구책임자

최고야 센터장님

한국생명공학연구원 한약자원연구센터

  • 국내 공공연구 부문에서 본초학을 연구하는 유일한 한의사과학자로, 주된 연구분야는 본초학 이론 및 한약재 감별 연구이다. 한약기원사전·본초감별도감·국가생약정보·한약재관능검사해설서 등 한약 관련 전공자들이 상용하는 컨텐츠를 구축하였고, ISO/TS 21310, ISO 21371 등 국제표준 개발을 주도하였다. 또한, '한약재 감별과 임상 활용’을 주제로 한의사, 한약사 대상 강의 약 100회 진행하였으며, KBS ‘K-science 스타를 만나다’ 등 방송·유튜브에 다수 출연하였다. 그 밖에도 논문 176편, 저서 37편, 구글 h-index 26 등의 실적을 보유하고 있다.

연구내용 및 방법

  • 악액질의 개념 및 병태생리적 특성 정리
    - 악액질의 정의, 임상적 특징 및 주요 병태생리 요소 정리
    - 악액질을 중심으로 환자 예후와의 연관성 및 기존 치료의 한계점 검토
  • 면역대사 불균형과 악액질 유발 기전 분석
    - IL-6, TNF-α, IL-1β 등 염증성 사이토카인의 증가와 병태생리적 의미 정리
    - 대식세포 및 기타 면역세포의 활성 변화가 염증 반응 증폭과 대사 이상에 미치는 영향 검토 등
  • 지방조직 및 골격근 변화와의 관련성 검토
     - 지방조직과 골격근에서의 병태생리 변화 검토
  • 악액질 제어 후보 소재 탐색
    - 항염증, 항산화, 대사조절, 근육 보호 효과를 기준으로 문헌 조사
    - 향후 악액질 제어 연구의 기초 자료로 활용할 수 있도록 자료 분류 등

교육적 가치 

  • 악액질을 면역대사 불균형이라는 통합적 시각에서 재정리함으로써, 염증, 대사 이상, 지방조직 변화, 골격근 위축을 하나의 병태생리 축으로 연결하여 이해하는 데 기여할 수 있다.
  • 악액질의 병태생리를 복합적이고 체계적으로 이해하고, 질환 기전과 중재 전략을 연결하는 융합적 연구 역량을 기를 수 있다.

연구지도계획

사전활동

  • 본초에 대한 기본 교육 실시
  • 악액질 및 면역대사 관련 연구내용 전달
  • 연구 진행 방향 제시
  • 실험·실습 진행 전 사전 안전교육 실시
  • 연구노트 작성 요령 사전 교육


Lab-dive(커리어랩 현장실습)

  • 1주차  생활 지도 및 실험 실습 방법 지도
    - (한)의사과학자로서의 역할 및 생활 지도
    - 실험실 안전교육 및 연구노트 작성 요령 교육
    - 소재 선별 방법 지도 및 실습
    - 세포배양 방법 지도
    - 악액질 발생 기전에 관한 문헌고찰 등

  • 2주차  실험 실습(1)
    - 면역세포 배양, 근육 및 지방세포 분화 실험
    - 선별 소재 용액 제조
    - 실제 분석을 위한 분자생물학적 실험 방법 실습
    - 대사면역과 악액질 발생 간의 상관관계 문헌고찰

  • 3주차 실험 실습(2)
    - 세포배양 실험
    - 선별 소재의 유효성 평가: 유전자 및 단백질 발현 정도 확인
    - 대사면역과 악액질 발생 간의 상관관계 문헌고찰

  • 4주차 실험 실습 결과 분석
    - 선별 소재의 유효성 평가 결과 고찰
    - 면역대사 불균형과 관련한 악액질 유발 기전에 관한 고찰



사후활동

  • 연구결과 기반 논문 작성 준비
    학생참여자가 논문 주저자로 참여할 수 있도록 독려한다.

국외학회 참여계획

  • 없음

기숙사 지원여부

  • 한국한의학연구원 내 기숙사 제공 예정

연구실 소개

  • 연구실 개요
    본 연구실은 현재 초기 악액질에서 지방세포 재형성 및 식이 감소 기전 규명, 악액질 진단 타깃 도출, 근감소 및 지방조직 위축 제어 유효 소재 발굴 연구 등을 진행하고 있다.  또한, 본초의 효능·주치를 바탕으로 유효성 평가 모델을 확립하고, 그 유효성을 평가하는 연구를 수행하고 있다.

  • 관련 연구 논문 실적
    - Lee YK, Lyu JH, Shin UC, Muthamil S, Bae CH, Kim SW, Oh JM, Jang HJ, Park JH. Extract of Bombycis Feces suppressed 3T3-L1 adipogenesis resulting in the regulation of fatty acid-dependent energy consumption. Sci Rep. 2025 Aug 19;15(1):30419. doi: 10.1038/s41598-025-14700-x.Jang HJ, Kim HY, Lyu JH, Muthamil S, Shin UC, Kim HS, Jeong J, Chang S, Lee YK, Park JH. Bee (Apis mellifera L. 1758) wax restores adipogenesis and lipid accumulation of 3T3-L1 cells in cancer-associated cachexia condition. Food Sci Nutr. 2024 Apr 17;12(7):5027-5035. doi: 10.1002/fsn3.4153.
    - Kim HY, Jang HJ, Muthamil S, Shin UC, Lyu JH, Kim SW, Go Y, Park SH, Lee HG, Park JH. Novel insights into regulators and functional modulators of adipogenesis. Biomed Pharmacother. 2024 Aug;177:117073. doi: 10.1016/j.biopha.2024.117073.
    - Muthamil S, Kim HY, Jang HJ, Lyu JH, Shin UC, Go Y, Park SH, Lee HG, Park JH. Biomarkers of Cellular Senescence and Aging: Current State-of-the-Art, Challenges and Future Perspectives. Adv Biol (Weinh). 2024 Sep;8(9):e2400079. doi: 10.1002/adbi.202400079.
    - Kim HY, Kwon HS, Lim JO, Jang HJ, Muthamil S, Shin UC, Lyu JH, Park YJ, Nam HH, Lee NY, Oh HJ, Yun SI, Jin JS, Park JH. Gonadal efficacy of Thymus quinquecostatus Celakovski: Regulation of testosterone levels in aging mouse models. Biomed Pharmacother. 2024 Jun;175:116700. doi: 10.1016/j.biopha.2024.116700.
    - Muthamil S, Muthuramalingam P, Kim HY, Jang HJ, Lyu JH, Shin UC, Go Y, Park SH, Lee HG, Shin H, Park JH. Unlocking Prognostic Genes and Multi-Targeted Therapeutic Bioactives from Herbal Medicines to Combat Cancer-Associated Cachexia: A Transcriptomics and Network Pharmacology Approach. Int J Mol Sci. 2023 Dec 21;25(1):156. doi: 10.3390/ijms25010156.
    - Muthamil S, Kim HY, Jang HJ, Lyu JH, Shin UC, Go Y, Park SH, Lee HG, Park JH. Understanding the relationship between cancer associated cachexia and hypoxia-inducible factor-1. Biomed Pharmacother. 2023 Jul;163:114802. doi: 10.1016/j.biopha.2023.114802.

  • 관련 특허 목록
    - 해라 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 지방 축적에 의한 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물(출원번호: 10-2024-0048831)차전초 추출물을 유효성분으로 포함하는 근감소증의 예방, 개선 또는 치료용 조성물(출원번호: 10-2024-012941/ PCT국제출원)
    - 토복령 추출물을 유효성분으로 포함하는 근감소증의 예방, 개선 또는 치료용 조성물(출원번호: 10-2024-012943)
    - 차전초 추출물을 유효성분으로 포함하는 악액질의 예방, 개선 또는 치료용 조성물(출원번호: 10-2024-012952)
    - 토복령 추출물을 유효성분으로 포함하는 악액질의 예방, 개선 또는 치료용 조성물(출원번호: 10-2024-012954)

[서울] 고려대학교

mHealthLab

ANA 간접면역형광(Indirect Immunofluorescence, IIF) 이미지의 기반 패턴 분류 및  실제 임상 AI 데이터 적용을 위한 도메인 적응 연구

본 연구는 자가면역질환 진단 과정에서 널리 활용되는 항핵항체(Antinuclear Antibody, ANA) 검사의  간접면역형광(Indirect  Immunofluorescence,  IIF)  이미지  판독을  주제로, ANA  간접면역형광 이미지의 AI 기반 패턴 분류 및 실제 임상 데이터 적용을 위한 도메인 적응 연구를 목적으로 한다.

연구책임자

손미영 연구소장님

한국생명공학연구원 국가아젠다연구소

  • 인간 전분화능줄기세포(pluripotent stem cel) 및 오가노이드 기반 생체모사 플랫폼을 활용하여 인체 조직의 발생, 분화, 기능 및 질환 관련 반응을 연구하는 의생명과학 분야 연구자이다. 특히 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드와 장 상피 모델을 기반으로, 장 조직의 구조적·기능적 특성을 재현하고 이를 다양한 의과학적 응용 연구로 확장하는 플랫폼 연구를 수행해 왔다. 또한 장 오가노이드의 조직 모사성, 배양 시스템의 표준화, 장 독성 평가, 마이크로바이옴과의 상호작용 분석뿐 아니라 장 오가노이드 기반 재생치료제 연구도 활발히 진행하고 있다. 

연구내용 및 방법

  • 오가노이드 연구의 이론적 이해 및 실험 기초교육
  • 인간 전분화능줄기세포 유래 
  • 장 오가노이드의 분화 과정 이해
  • 장 오가노이드의 배양 및 형태학적 관찰
  • 조직모사 특성 분석데이터 정리, 해석 및 연구계획서 작성

교육적 가치 

  • 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 분화 과정을 학습함으로써, 인간 조직을 시험관 내에서 모사하는 최신 연구 접근법을 이해하게 된다. 
  • 장 오가노이드는 인간 장 조직의 구조와 특성을 보다 생리학적으로 가깝게 재현할 수 있는 모델로서, 장 질환의 기전 연구, 약물반응 평가, 재생의학, 환자 맞춤형 질환 모델 구축 등 다양한 의과학 분야로 확장 가능하다. 이와 같은 모델의 가능성과 한계를 함께 이해함으로써, 기초 의생명과학 연구가 임상의학과 어떻게 연결되는지를 입체적으로 파악할 수 있다.
  • 실험기술 습득뿐 아니라 연구노트 작성, 데이터 정리, 결과 해석, 연구계획서 작성, 발표를 포함하고 있어 종합적 연구역량 향상에 기여한다. 단순한 실험 수행을 넘어, 질문 설정, 근거 기반 해석, 재현성 확보, 한계 인식, 후속 연구 아이디어 도출 등 연구자의 사고 과정을 실제로 경험하게 된다. 
  • 본 연구는 임상적 관심사와 기초연구를 연결하는 출발점을 제공한다. 장 오가노이드 연구를 통해 실제 환자 질환과 연계될 수 있는 연구주제를 상상하고, 미충족 의료수요를 해결하기 위한 의과학 연구의 역할을 이해하게 된다. 향후 소화기 질환, 장 점막 재생, 장 염증성 질환, 약물 독성 및 반응 평가 등 다양한 연구주제로 확장 가능한 기반을 얻게 될 것으로 기대된다. 

연구지도계획

사전활동

  • 사전 오리엔테이션 및 프로그램 안내
    연구책임자와 연구멘토는 학생참여자를 대상으로 프로그램의 운영 목적, 전체 일정, 연구실습 목표, 연구실 기본 운영 원칙을 안내한다. 이를 통해 학생이 본 프로그램의 취지와 본인의 역할을 명확히 이해하고, 현장실습 전 연구참여의 전반적인 흐름을 파악할 수 있도록 지도한다.

  • 연구주제 이해 및 기초 이론 학습
    학생참여자가 수행할 연구주제인 ‘인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 분화와 조직 모사 특성 분석’과 관련하여, 인간 전분화능줄기세포의 개념, 장 오가노이드의 형성 원리, 장 오가노이드의 의과학적 활용 가치 등에 대한 기초자료를 제공한다. 연구멘토는 온라인 설명과 질의응답을 통해 학생이 연구 배경과 핵심 개념을 충분히 이해할 수 있도록 지도한다.

  • 문헌 탐색 및 사전 과제 수행
    학생참여자는 장 오가노이드 관련 기초 논문, 리뷰 논문, 연구실 대표 성과논문을 사전에 검토하고, 연구주제와 관련된 핵심 개념 및 연구 흐름을 정리한다. 연구멘토는 학생의 전공 수준을 고려하여 읽기 자료를 선정하고, 학생이 문헌을 단순히 읽는 데 그치지 않고 연구질문과 연결하여 이해할 수 있도록 피드백을 제공한다.

  • 연구윤리 및 안전교육
    학생참여자가 현장실습에 앞서 연구노트 작성법, 데이터 기록 원칙, 연구윤리, 생물안전, 무균조작의 중요성, 실험실 안전수칙 등을 익힐 수 있도록 원격 사전교육을 실시한다. 이를 통해 학생이 실제 연구실습에 참여하기 전 연구 수행에 필요한 기본 소양과 안전의식을 갖출 수 있도록 한다.

  • 연구계획서 작성방향 안내
    현장실습 기간 동안 수행하게 될 실험과 분석의 흐름을 미리 소개하고, 학생이 연구노트와 연구계획서를 어떤 방향으로 작성해야 하는지 안내한다.  이를 통해 현장실습이 시작되기 전부터 학생이 단순 참여자가 아니라 연구의 흐름을 이해하고 스스로 질문을 도출하는 태도로 프로그램에 임할 수 있도록 지도한다.


Lab-dive(커리어랩 현장실습)

  • 1주차 연구실 적응 및 실험 기초 이해
    현장실습 초기에는 학생이 연구실 환경에 적응할 수 있도록 연구실 소개, 연구원 구성 및 역할 안내, 실험실 안전교육, 장비 및 공간 사용법 교육을 실시한다. 또한 인간 전분화능줄기세포와 장 오가노이드 연구의 전체 흐름, 분화 및 배양 과정의 주요 단계, 오가노이드 연구의 의과학적 의미를 설명한다. 학생은 현미경 관찰, 세포 상태 확인, 배지 교체, 무균조작 등 기초 실험기술을 익히며 연구실습의 기본을 이해하게 된다.

  • 2주차 장 오가노이드 분화 및 배양 과정 참여
    학생참여자는 연구멘토의 지도 아래 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 분화 및 배양 과정의 핵심 단계를 관찰하고 일부 직접 수행한다. 분화 단계에 따른 형태 변화와 배양 조건의 차이를 연구노트에 기록하고, 각 단계가 가지는 생물학적 의미를 이해하도록 지도한다. 주기적인 미팅을 통해 학생이 관찰한 내용을 정리하고, 실험과정에서 생긴 질문을 바탕으로 연구적 사고를 확장할 수 있도록 지도한다.

  • 3주차 분화·배양 과정 지속 참여 및 조직 모사 특성 분석
    학생참여자는 장 오가노이드의 분화 및 배양 과정을 계속해서 관찰·수행하면서, 동시에 장 오가노이드가 실제 장 조직의 특성을 어떻게 재현하는지 평가하기 위한 특성분석을 시작한다. 연구실의 기존 실험체계와 학생 실습 가능 범위를 고려하여 현미경 이미지 분석, 면역형광염색, 유전자 발현 분석, 장 상피 및 분화 관련 표지자 해석 등을 단계적으로 경험하도록 한다. 이 과정에서 학생은 분화·배양 과정과 특성분석 결과가 어떻게 연결되는지를 함께 이해하게 된다.

  • 4주차 특성분석 심화, 결과 해석 및 연구계획서 구체화
    학생참여자는 3주차부터 진행한 특성분석을 지속·보완하면서, 현장실습 동안 얻은 실험 결과와 관찰 내용을 종합적으로 정리한다. 연구멘토와 함께 핵심 데이터를 해석하고, 장 오가노이드의 조직 모사 특성에 대한 의미를 정리하며, 후속 연구질문을 도출한다. 연구책임자는 최종 미팅을 통해 연구의 의과학적 의미와 확장 가능성을 설명하고, 학생이 연구계획서 초안과 발표자료를 구체화할 수 있도록 지도한다. 이를 통해 학생은 단순한 실험 참여를 넘어, 결과를 해석하고 후속 연구 방향을 설계하는 경험까지 수행하게 된다.

  • 현장실습 중 상시 지도
    현장실습 기간 동안 연구멘토는 학생의 일일 실험 참여를 밀착 지도하고, 연구노트 작성 상태와 실험 이해도를 수시로 점검한다. 연구책임자는 주기적인 미팅을 통해 연구 방향과 결과 해석을 지도하며, 연구멘토와 함께 학생의 수준에 맞춘 피드백을 제공한다. 필요 시 기관 내 공통 세미나, 장비교육, 연구실 세미나 참여와 연계하여 연구경험의 폭을 확장할 수 있도록 한다. 연구책임자는 연구주제의 의과학적 의미 설명, 주요 방향 설정, 결과 해석 및 연구계획서 구체화 지도를 담당하고 연구멘토는 일상적 실험 수행 지도, 연구노트 점검, 데이터 정리 및 발표준비를 밀착 지원한다.



사후활동

  • 연구노트 및 데이터 정리
    학생참여자는 현장실습 기간 동안 작성한 연구노트, 실험 결과, 이미지 자료, 분석 내용을 정리하고 보완한다. 연구멘토는 기록의 충실성, 논리성, 재현 가능성을 검토하고, 학생이 연구과정을 보다 체계적으로 정리할 수 있도록 원격 피드백을 제공한다.

  • 연구계획서 수정 및 보완
    현장실습 중 도출한 실험 결과와 연구질문을 바탕으로 학생이 연구계획서를 수정·보완할 수 있도록 지도한다. 연구책임자와 연구멘토는 연구질문의 타당성, 방법의 적절성, 기대효과의 구체성을 중심으로 피드백을 제공하며, 학생이 실습 경험을 하나의 연구주제로 발전시켜 볼 수 있도록 돕는다.

  • 발표자료 작성 및 연구성과물 준비
    학생참여자가 프로그램 최종 발표에 대비하여 발표자료를 작성할 수 있도록 슬라이드 구성, 핵심 메시지 정리, 데이터 시각화, 질의응답 대비 등을 지도한다. 필요 시 온라인 발표 리허설을 진행하여 학생이 자신의 연구경험과 결과를 논리적으로 전달할 수 있도록 지원한다.

  • 연구경험 성찰 및 진로 이해
    연구책임자와 연구멘토는 학생참여자와의 원격 면담을 통해 현장실습 경험을 돌아보고, 의사과학자 진로와 기초-임상 연계 연구의 의미, 연구자로서 필요한 태도와 역량에 대해 멘토링을 제공한다. 이를 통해 학생이 본 프로그램을 통해 습득한 연구경험을 스스로 성찰하고, 향후 진로 방향을 보다 구체적으로 정리할 수 있도록 지원한다.

국외학회 참여계획

  • 없음

기숙사 지원여부

  • 한국생명공학연구원 내 기숙사 제공 예정

연구실 소개

  • 연구실 개요
    본 연구실은 인간 전분화능줄기세포와 오가노이드 기술을 기반으로, 인체 장 조직의 분화 및 기능을 모사하는 연구를 수행해 왔다. 특히 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드와 장 상피 모델을 구축하고, 이를 활용하여 장 조직의 형태학적·분자생물학적 특성을 분석하는 플랫폼 연구를 핵심 연구 분야로 하고 있다. 구체적으로는 인간 장 오가노이드의 성숙화 기전, 조직 유사성 평가, 표준화 및 품질평가, 장줄기세포 확장 배양, 장 독성 및 장벽 기능 평가, 마이크로바이옴과 숙주 간 상호작용 연구, 그리고 장 오가노이드 기반 재생치료제 연구를 수행하고 있다. 특히 임상 적용 가능성을 고려한 장줄기세포 배양 시스템과 xeno-fre 배양 플랫폼 연구는 향후 장 조직 재생 및 치료 응용 가능성을 보여주는 중요한 기반이 된다. 

  • 미충족 의료수요 해결을 위한 협력·중개연구 실적
    본 연구실은 인간 장 오가노이드 및 장 상피 플랫폼을 활용하여, 기존 동물모델이나 단순 2차원 세포주 기반 연구만으로는 충분히 반영하기 어려운 인간 장 조직 특이적 반응을 보다 정밀하게 분석하는 연구를 수행해 왔다. 이러한 연구는 장 질환의 병태생리 이해, 후보물질의 독성 및 유효성 평가, 장 장벽 기능 이상 분석, 장내 미생물과 숙주의 상호작용 이해 등 미충족 의료수요 해결과 직접적으로 연결될 수 있다. 실제로 본 연구실은 약물 흡수 평가 모델, 장 독성 평가 모델, 장벽 무결성 평가 시스템, 마이크로바이옴 관련 성숙화 및 숙주반응 연구모델 등으로 확장 가능한 연구성과를 축적해 왔다. 인간 소장 상피 모델을 이용한 약물 흡수 연구, 인간 배아줄기세포 유래 장세포 기반 차세대 장 독성 평가 모델, 약물 유발성 위장관 독성과 장벽 무결성 손상 연구, 장 오가노이드의 성숙화가 공생 미생물 정착에 미치는 영향 연구 등은 장 질환 및 치료반응을 보다 인간 생리에 가깝게 평가할 수 있는 중개연구 기반을 제공한다. 나아가 본 연구실은 장 오가노이드를 질환 모델을 넘어 재생치료제 개발 및 치료전략 확장의 관점에서도 활용하고 있다. 장줄기세포의 확장 배양, 임상 적용 가능성을 고려한 배양 시스템, 장 조직 재생 가능성 탐색과 같은 연구는 향후 손상된 장 조직의 회복과 재생을 목표로 하는 중개연구 기반으로 발전할 수 있다. 이러한 점에서 본 연구실의 장 오가노이드 연구는 질환 이해, 독성 및 유효성 평가, 재생의학적 응용을 아우르는 의과학 플랫폼으로서 의미를 가진다. 

  • 의생명·의공학 등 의과학 분야 연구 실적
    - 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드의 성숙화 및 조직 특성 연구
    - 인간 장 오가노이드의 표준화 및 품질평가 연구
    - 인간 장 오가노이드 유래 장줄기세포의 화학조성 기반 확장 배양 시스템 개발
    - 기능성 고분자 표면 기반 xenogeneic-fre 인간 장줄기세포 배양 플랫폼 개발
    - 인간 소장 상피 모델 기반 약물 흡수 평가 연구
    - 인간 배아줄기세포 유래 장세포 기반 장 독성 평가 모델 개발
    - 3차원 인간 장 오가노이드 장벽 무결성 평가 시스템 개발
    - 약물 유발성 위장관 독성과 장벽 손상 기전 연구
    - 공생미생물 및 유래 인자가 인간 장 오가노이드의 성숙과 장 건강에 미치는 영향 연구
    - 장 오가노이드 및 장줄기세포 기반 재생치료제 응용 연구

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