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교실소개

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생리학 교실 / Department of Physiology

생리학교실은 "삶의 논리 (Logic of Life)"라는 생리학의 기본 정신에 근거하여 장기의 기능을 이해하는 것을 목적으로 장기구성의 최소 단위인 세포에서 생체막을 통한 물질이동, 세포의 전기적 성질, 이온통로 분석 및 기능, 세포의 신호전달, 세포막 흥분성, 신경세포 정보처리에 관한 근본 동작 원리를 분자 및 세포수준에서 패치클램프, 고해상도 세포 및 조직 영상기법, 분자생물학적 기법을 사용하여 연구하고 있습니다.

연구책임자 (연구분야)
• 정성권 : Roles of ion channels in neurodegenerative disease
• 박명규 : Dopamine Neuron Physiology
• 강동묵 : Muscle Physiology and Ion Channel Drug Discovery
• 조하나 : Ion Channels and lipid signaling in excitable cells
• 김현진 : TRP(transient receptor potential) channels in neurophysiology

대학원 개설과목
• 인체생리학 I, II – 각 장기별 기능과 생리현상의 이해
• 전기생리학 (김현진) – patch clamp technique에 관한 기본지식 및 실습
• Calcium Signaling (박명규) – 세포 내의 중요한 신호전달물질인 칼슘의 기능분석
• 이온채널 (강동묵) – 세포막 이동통로의 분자적 이해와 기능 이해
• 신경생리학 (정성권) – 분자수준에서부터 System 수준까지의 Neuroscience 전반의 이해
• 이온채널 조절 (조하나) - 이온채널의 활성조절 기전 연구

교수진

강동묵

강동묵교수 (주임교수) / Prof. Tong Mook Kang tongmkang@skku.edu http://biomed.skku.edu/ionchannel

  • 본 연구실에서는 세포막 이온채널(ion channels)의 생리적 기능 및 특정 질환과의 연관성을 연구하고 있다. 세포 칼슘 신호전달과 관련된 이온채널의 역할을 규명하는 것이 주요 연구목적이다. 본 연구실은 이온채널을 표적으로 하는 신약개발을 위하여 다년간 국내 제약회사들과 협력연구를 진행해 왔으며, TRPV1 차단제를 이용한 진통제 개발, 이온채널 표적 요실금 치료제 개발, 신약 후보물질의 심장독성 평가를 위한 hERG screening등이 이에 포함된다. 또한 특정 칼슘채널(STIM, Orai)과 칼슘 신호전달계에 의한 골격근 세포의 분화 조절과 면역세포의 칼슘신호전달 연구도 수행하고 있다. 최근에는 나노과학(nano-science)과 이온채널 생리학과의 접목을 시도하고 있다. 나노-바이오 신소재를 이용한 인공근육 개발 공동연구를 진행하고 있으며, 최근에는 원자현미경(AFM) 기반의 나노스캐닝 스마트 패치클램프 기법을 개발하여 심장 세포막의 나노구조와 이온채널과의 기능적 연관성을 연구하고 있다.

김현진

김현진조교수 / Prof. Hyun Jin Kim kimhyunjin@skku.edu

박명규

박명규교수 / Prof. Myoung Kyu Park mkpark@skku.edu http://biomed.skku.edu/mkpark

  • 인간의 보상, 감정, 운동, 학습과 같은 고등기능에 중뇌 도파민신경세포는 깊게 관여하며, 도파민신경세포의 이상은 정신분열병, 알쯔하이머 병이나 파킨손질환과 같은 뇌질환을 야기한다. 본 실험실은 이러한 기능에 가장 중요한 도파민신경세포의 기능을 세포수준에서 연구하고 있으며, 특히 칼슘신호전달계와 이온통로를 축으로 도파민신경세포의 흥분성조절기전에 초점을 맞추어 연구하고 있다. 칼슘신호는 다양한 세포기능과 연결되어 있을 뿐만 아니라 세포신호구성을 이해하기 위한 가장 좋은 모델로 알려져 있으며, 본 연구실은 confocal microscope와 고해상도 CCD 카메라를 이용한 이미징, 분자세포생물학적 기법과 세포 내 물질의 조절 및 이온통로의 활성을 기록할 수 있는 패치클램프 방법을 함께 사용한다. 신경세포신호는 매우 다양한 형태로 나타나며, 수 많은 이온통로, 칼슘펌프, transporter, 조절단백질뿐만 아니라 세포 내 소기관인 endoplasmic/sarcoplasmic reticulum과 mitochondria의 organization에 따라 그 양상이 결정된다. 본 실험실은 다양한 분자세포생물학적 기법과 세포 신호 및 세포 소기관 신호를 영상화함으로서 세포수준에서 신경세포를 이해함으로써, 궁극적으로 도파민신경세포의 기능을 밝히는 것을 목적으로 하고 있다.

정성권

정성권교수 / Prof. Sungkwon Chung schung@skku.edu http://biomed.skku.edu/schung

  • 알츠하이머병은 대표적인 퇴행성 뇌질환으로 프레세닐린 단백질의 변이에 의한 베타아밀로이드 (Aβ42)의 분비 증가가 가장 잘 알려진 병리기전이다. 본 연구팀은 프레세닐린의 변이에 의해 세포 내 칼슘신호의 변화가 발생함을 처음으로 보고하였다. 최근의 연구를 통해서 프레세닐린의 변이에 의한 칼슘신호의 변화는 칼슘유입 통로의 한 종류인 TRPM7 이온통로의 활성감소에 의한 것임을 확인하였으며, 그 분자기전으로서 세포막의 중요한 신호전달물질인 PIP2의 농도감소를 확인하였다. Aβ42의 분비증가 기전 역시 PIP2의 농도감소 때문인 것으로 확인하였고, 프레세닐린 변이에 의해 나타나는 현상인 Aβ42의 분비 증가와 세포내 칼슘신호 변화 모두 동일한 기전에 의해 발생되고 있음을 알 수 있었다. 이같은 최근의 결과들을 기반으로 알츠하이머병의 치료제 개발을 위한 새로운 타겟을 알아내고 사용 가능한 약물의 개발을 위한 연구를 수행하고 있다

조하나

조하나부교수 / Prof. Hana Cho hanacho@skku.edu http://biomed.skku.edu/hanacho

  • 인체 내의 다양한 neurotransmitter와 hormone들은 특정 receptor와 반응하여 각각 다른 반응을 일으킨다. 그러나, neurotransmitter와 hormone의 다양성에 비하여 세포내의 second messenger의 종류는 현저하게 적은 종류만이 존재하고 있다. 따라서 국내외의 많은 연구팀들이 특정 자극에 의해 특정 반응이 유발되는 기전으로 신호전달 경로의 특이성(specificity)에 대한 연구를 진행하고 있다.

    본 연구자는 다양한 Gq coupled receptor들이 GIRK의 활성화 및 조절에 관여함을 보고하였으며, 이 상호작용의 중심역할을 하는 것이 세포막 인지질인 PIP2임을 밝혀냄으로써 signal molecule로서의 PIP2의 역할에 대한 구체적 증거를 세계 최초로 제시하였다 (J Biol Chem, 2001; Proc Natl Acad Sci U S A. 2005). 이후 많은 연구진들에 의해 signal molecule로서의 PIP2의 특성에 대한 연구가 활발히 진행되어 다양한 receptor들이 PIP2를 매개로 하여 세포막 ion channel을 조절함이 밝혀졌다.

    본 연구실에서는 PIP2를 second messenger로 이용하고 있는 receptor 의 specificity에 대하여 관심 있게 연구하고 있다. 각종 receptor의 specificity를 연구하기 위하여 신경세포와 심장세포를 모델시스템으로 이용하여 연구하고 있다. 또한, confocal microscope를 이용하여 PIP2를 직접 영상화하고, GIRK 이온통로의 활성을 기록할 수 있는 패치클램프 방법을 병행함으로써 각기 다른 receptor에 의해서 유발된 second messenger의 변화가 세포기능에 어떻게 반영되는지를 실시간으로 관찰하여 주요 신호전달체계의 specificity에 관한 연구를 수행하고 있다