경조직-바이오치아 재생연구소 소식지
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제1308호
• 소식지 목차 1. 연구소 소개
2. 연구소 조직 및 구성원
3. 연구실 탐방: 신홍인,박의균 교수 4. 최신연구동향: 김재영 교수
발행인: 신홍인
펴낸이: 경북대학교 경조직-바이오치아재생연구소 펴낸일: 2013년 8월
1. 연구소 소개
• 의학 발전에 따른 21세기 인류수명의 연장 및 국 민 의 식 과 삶 의 질 향 상 으 로 인 해 의료복지에 대한 국민들의 욕구가 날로 증가 하고 있으며, 손상된 장기에 대한 치료 및 기능회복을 위한 인공장기의 수요가 급격히 증 가 되 고 있 다 . 과 학 기 술 부 지 원 나노바이오기술개발사업의 일환인 “바이오 치아 조직재생 기초기반연구”를 체계적이고 효율적으로 수행하고, 연구부, 교육행정부, 대 외 협 력 팀 , 총 무 팀 의 4 개 의 조 직 이 협력하여 경조직 및 바이오치아 개발 연구를 통하여 의·치학 분야의 새로운 연구 영역 개척 및 연구 수준 향상을 도모하고, 더불어 국민보건 향상에 공헌하고자 본 연구소는 2007년 7월에 설립되었으며, 이러한 목표를 달성하기 위해 최선을 다하고 있다.
• 경조직-바이오치아 재생연구소는 조직공학 및 기 초 의 학 연 구 분 야 의 가 교 역 할 을 현재까지 충실히 해오고 있다.
• 특 히 관 련 연 구 분 야 의 융 합 이 절 실 한 경조직 및 바이오치아 재생 연구 분야에서 다 양 한 연 구 결 과 를 공 유 하 며 , 함 께 토의함으로써 연구 효율을 향상시키기 위한 주도적인 연구 기관으로서의 역할을 충실히 수행하고 있다.
• 우리 경조직-바이오치아 재생연구소는 해외 전문가 및 국내 연구자들의 연구 네트워크를 형성할 수 있는 중추적인 역할을 감당하고 있으며, 이는 우리대학의 연구역량을 강화하는데 있어 매우 중요한 역할을 하고 있다.
• 저희 연구소에 아낌없는 격려와 성원을 부탁 드리며, 여러분의 하시는 일에 많은 성취 있으시길 기원합니다.
•
연구소 사업 내용1. 치 아 구 성 세 포 의 줄 기 세 포 확 립 및 치 계 유 래 줄 기 세 포 에 의 한 치 아 , 치주조직, 골조직의 조직공학적 재생 기법 개발
2. 치아를 포함한 경조직의 재생을 위한 기반 연구결과 생산
3. 치아 발생에 필요한 구강상피조직과 간엽조직의 특성 분석
4. 치아뿌리 형성 및 Hertwig sheath의 특성 분석
5. 치주인대 구성 세포의 특성 분석
6. 치조골의 형성 기전 이해 및 치아와의 상관성 이해
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2. 연구소 조직 및 구성원
성명 직급 전공분야 전화번호 E-mail
신홍인 교수 구강병리학 053-660-6820 hishin@knu.ac.kr
서조영 교수 치주과학 053-420-5955 jysuh@knu.ac.kr
박의균 교수 재생의학 053-420-4995 epark@knu.ac.kr
안창현 부교수 구강악안면방사선학 053-600-7422 chan@knu.ac.kr
김재영 조교수 발생생물학 053-420-4998 jykim91@knu.ac.kr
이영균 조교수 생화학, 골생물학 053-420-4997 ylee@knu.ac.kr
이헌진 조교수 미생물, 분자유전학 053-660-6832 heonlee@knu.ac.kr
정재광 조교수 구강내과학 053-600-7322 widenmy@knu.ac.kr
김용건 조교수 치주과학 053-600-7524 periokyg@knu.ac.kr
최영애 Post-doc 재생의학 053-420-4996 korryy@daum.net
손원주 Post-doc 발생생물학 053-420-4999 undine75@gmail.com
김효정 연구원 생화학 053-420-4999 hjsm48@nate.com
이예지 연구원 발생생물학 053-420-4999 iddpwl@nate.com
강지현 연구원 식품영양학 053-420-4999 Bsloauclk@naver.com
임지원 박사과정 재생의학 053-420-4996 jiwonparadise@hanmail.net 산지브 뉴파엔 박사과정 발생생물학 053-420-4999 sanjiv.knu@gmail.com
김주앙 박사과정 재생의학 053-420-4996 kkangjin@nate.com
장형섭 현장실습교육과정생 생명공학과 053-420-4996
채영미 조교 생화학 053-420-4999 chae@knu.ac.kr
조혜성 조교 병리학 053-420-4993 uricomet@knu.ac.kr
3. 연구실 탐방 신홍인, 박의균 교수 연구실
• 줄기세포와 성장인자를 이용한 골조직 재생 • 여러가지 골충전재의 세포 부착 확인 및 줄기 세포의 분화 확인.
•두개골 결손모델에서 여러 가지 골충전재의 골 성 회복 양상.
신홍인, 박의균 교수 연구실에서는 분리가 쉽고 조직공학적 적용이 용이한 골수줄기세포와 다양한 성장인자들을 지지체에 도입해 손상된 치아 및 골조직을 효과적으로 재생하는 연구 를 진행하고 있습니다.
지지체만 도입되거나 세포와 함께 도입된 경우 보다 성장인자인 VEGF가 함께 도입된 경우 골 미네랄형성이 더욱 증가되며 골조직이 보다 효 과적으로 재생됨을 확인하였다.
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백서 두개골에 인위적으로 골 결손부를 형성한 후, 여러 가지 골충전재를 사용하여 골성 회복 에 대한 연구를 진행하였다.
4. 최신 연구 동향 김재영 교수
마이크로 CT(마이크로-컴퓨터단층촬영
, Micro- computer tomography)
컴퓨터단층촬영(CT)은 조 직을 분해하거나 자르지 않은 상태에서 3차원의 입 체구조를 분석할 수 있는 X선을 이용한 연구기법 및 기기를 말한다. 토모그래피(tomography)는 tom의 단면으로 자른다는 뜻과 촬영을 뜻하는 graphy의 합성어이다. 마이크로 CT는 분석하는 단면의 픽셀 크기가 마이크로미터 범위 내에 있는 경우에 사용된 다. CT에 비해 아주 작은 물체에 대해서도 높은 해상 도의 X선 이미지를 제공, 분석할 수 있는 특징을 갖 고 있으며, 마이크로 CT는 실험동물을 이용한 생체 조직(특히 뼈와 같은 경조직) 및 기타물질의 구조적 특성을 3 차원적으로 분석하는 연구에 활용된다. 현 재 물리학과 전기공학의 발달로 기기가 최초로 만들 어진 30년 전에 비해 비약적인 발전을 거듭하고 있 다. X선 발생장치의 발달로 인해 초점크기가 훨씬 작아지고 발열과 같은 문제점이 개선되었으며, 또한 X선 감지기의 경우에도 감도, 해상도 및 영상면적의 확대와 같은 발달로 보다 정확한 이미지를 얻을 수 있게 되었고, 이외에도 컴퓨터와 프로그램의 발달로 더 많은 용량의 영상이미지를 보다 빠르게 분석할 수 있게 되었으며, 마이크로 CT와 같은 미세구조의 촬영기법은 소형동물과 같은 실험동물을 희생하지 않고 비침습적인 방법으로 질병의 진행 또는 신체 구조의 변화 등을 지속적으로 관찰할 수 있는 장점 을 갖고 있어 다양한 생명공학 분야에서 많은 연구 자가 사용하고 있다.마이크로 MRI(마이크로-자기공명영상장치, Micro-
Magnetic Resonance Imaging)
자기공명영상장치 (MRI)는 강한 자기장 속에 실험동물과 같은 실험대 상을 넣고 난 후, 라디오 주파수의 전자파를 가한 후 얻어지는 영상신호를 이용하여 단면 영상을 얻고 이 를 재구성하는 기기이다. 보다 작고 미세한 구조의 분석이 가능한 기기를 마이크로 MRI라고 하는데, MRI와 같은 원리로 분자 내의 수소, 질소, 탄소 의 거리와 각도 같은 배열상태를 측정해 거대 생체 고 분자의 입체구조를 밝혀내는 분석장비이다. 이 분석비침습적인 방법으로 연구가 가능한 장점을 갖고 있 다. 또한 마이크로 MRI를 이용하게 되면 해부학적 구조보다 더 미세한 분자생물학적 변화를 구체적으 로 영상화하여 확인할 수 있는 장점을 갖고 있다. 마 이크로 MRI는 실험용 마우스 등 소형동물의 단면 영상을 고해상도로 촬영할 수 있으며, 생명현상을 위한 기능적인 영상까지도 확인할 수 있어서 고가의 장비가격에도 불구하고 세계적으로 많은 생명과학 분야에서 사용되고 있다. 실제로 실험동물을 이용하 여 질병과 관련된 진단 및 예측인자를 발굴할 수 있 는 연구가 전 세계의 많은 연구자들에 의해 진행되 고 있다.
그림설명) 다양한 종류의 마이크로 CT가 개발되어 분석하고자 하는 수준에 따라 활용할 수 있음 (출처:
http://www.imaging.sbes.vt.edu/research/sam-ct/).
그림설명) 발생중인 토끼 배아를 이용한 MRI와 micro-CT 이미지 분석 결과 (A) 배아의 머리부분의 MRI 단면 이미지 (B) Alizarin red S 염색결과와 3차 원구성된 micro-CT 영상, 화살표 이상이 있는 골격
5. 연구소 기기 소개
• 사용관련문의: 본 장비는 사용 전에 충분한 교육이 필요하며, 사용 관련 문의는 연구소 조교에게 문의 바랍니 다(053-420-4993,조혜성)
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Histomorphometry (조직형태계측)
Histomorphometry 는 일반적으로 조직 절편의 형 태와 모양을 계측하는 방법을 말한다. 뼈 조직의 구 조를 계측하는 bone histomorphometry 는 뼈의 양 과 구성 세포들의 활성에 관한 귀중한 정보를 제공 한다. Static histomorphometry 를 이용하면 소주골 이나 osteoid 의 양과 같은 정보를 얻을 수 있고 뼈 를 형광물질로 이중 표지하여 시간을 두고 관찰하는 dynamic histomorphometry 를 이용하면 세포의 활 성 변화를 관찰할 수 있다. 이러한 방법을 통해 뼈를 파괴하는 파골세포의 수와 활성, 그리고 뼈를 만드 는 조골세포의 수와 활성을 관찰하는 등 뼈의 리모 델링 과정을 종합적으로 파악하여 골다공증이나 관 절염, 치주염 등의 골질환 의 메커니즘 연구에 필수 적인 연구 방법이 되고 있다. 본 연구소에서는 경조 직의 다양한 변화양상을 형태학적으로 확인하고 객 관화된 정량적인 결과로 확인하는 일련의 연구를 진 행하고 있다.
A, Leica microtome RM2135 B, Olympus microscope BX53 C, Touchscreen Monitor for histomorphometry
6. 연구소 성과 2013년 3월~ 2013년 8월
• 연구논문
Date Title Author Journal
2013.03 α-Lipoic acid attenuates coxsackievirus B3-ind uced ectopic calcification in heart, pancreas, a
nd lung.
Kim HS, Shin HI, Lim HS, Lee TY, Lee K,
Jeong D. Biochem Biophys Res Comm
un.
2013.05 Direct targeting of MEK1/2 and RSK2 by silybi n induces cell cycle arrest and inhibits melano
ma cell growth.
Lee MH, Huang Z, Kim DJ, Kim SH, Kim MO, Lee SY, Xie H, Park SJ, Kim JY, Kundu
JK, Bode AM, Surh YJ, Dong Z. Cancer Prevention Research.
2013.06 The role of lysyl oxidase-like 2 in the odontog enic differentiation of human dental pulp stem
cells.
Kim JH, Lee EH, Park HJ, Park EK, Kwon TG,
Shin HI, Cho JY. Mol Cells.
2013.08 Unusual osteoid osteoma of the mandible: rep
ort of case and review of the literature. An SY, Shin HI, Choi KS, Park JW, Kim YG,
Benavides E, Kim JW, An CH. Oral Surg Oral Med Oral Pat hol Oral Radiol.
2013.08 The effects of dexamethasone on the apoptosi s and osteogenic differentiation of human peri
odontal ligament cells.
Sung-Mi Kim, Yong-Gun Kim, Jin-Woo Park,
Jae-Mok Lee, Jo-Young Suh. J Periodontal Implant Sci.
• 연구비 수혜
연번 과제명 연구지원기관 연구과제 사업명 연구기간 시작일 종료일 1 3차원 세라믹지지체의 in vitro 줄기세포 반응 평가 교육과학기술부 기초연구사업 20130501 20140430 2 SMOC1에 의한 사람골수간엽줄기세포의 골모세포분화 조절기전연구 한국연구재단 일반연구자지원사업 20130501 20140430 3 점막의 기능적 분화에 관여하는 중간엽신호전달체계의 발생생물학적 기작구명 과학기술부 기본연구지원사업 20120901 20130831 4 중간엽 줄기세포 분화 조절 마이크로 RNA를 이용한 골다공증 치료기술 개발 보건복지부 보건의료연구개발사업 20120801 20130731
표지그림설명
아래의 논문들에 게재된 김재영 교수의 치근발생 및 턱 관절의 병리학적 변화에 대한 연구 결과와 이영균 교수 의 골대사 메카니즘에 대한 연구결과를 편집하였으며, 4편의 논문은 현재
