김상성 교수|Hanyang University Professor Kim Sang Sung

연구목표

1. 01퇴행성 뇌질환 환자로부터 전장 엑솜 염기서열 해독법을 통해 질병을 유발하는 돌연변이 유전자들의 기능적 이상을 연구함.
2. 02치매, 광우병, 루게릭 병의 인지기능 장애에 공통적으로 관여하는 유전자의 기능 이상이 어떻게 두뇌 신경 네트워크에 영향을 미치는지 다채널 전극 측정으로 관찰함.
3. 03기 확보된 루게릭 환자군의 유전자 검사 데이터베이스에서 운동 뉴런의 기능 이상 및 사멸을 유발 할 수 있는 신규 유전자를 발굴하고 환자유래 재분화 뉴런에서 이들의 기능적 발현을 연구함.
4. 04새로운 연구 결과를 토대로 뉴런의 기능 부전을 개선시킬 수 있는 합성 물질 테스트 및 유전자 치료법 적용의 기초적인 토대를 마련하여 향후 치료제 개발의 단초를 마련함.

융합연구

1. 01임상과 기초연구의 협력을 통한 translational research를 통해 기존에 불치병으로 알려진 퇴행생성 뇌질환의 원인을 유전자 수준에서 파악하고 뉴런과 두뇌 네트워크 수준에서 다각적으로 실험을 통해 기능을 규명함.
2. 02유전자 분석, 전기생리학, 이미징, 유전자조작 등과 같은 다학제적, 첨단 실험 기법 적용.
3. 03임상에서 기초 실험 그리고 빅데이터 분석에 걸쳐 다방면의 전문과와 협업을 통해 프로젝트를 수행함.
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보유 장비 및 기술

1. 01HD MEA (High Density Multielectrode array)
스위스 3brain사의 최신형 HD MEA (high density multielectrode array)를 사용하여 4000개의 전극으로부터 브레인 슬라이스에서 신경세포의 활동전위를 읽어 들인다. 이를 통해 신경계 네트워크의 변화 양상을 초미세 수준에서 실시간으로 확인할 수 있다. 응용 범위로는 특정 유전자에 의한 네트워크의 변화를 세포 수준에서 구분 가능하고 약물처리에 의한 영향을 미시적, 거시적으로 동시에 확인할 수 있다.
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1. 02빅 데이터 분석 (Big-data analysis)
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최신 워크스테이션에서 파이썬 프로그램으로 테라바이트 수준의 신경계 네트워크 데이터를 분석한다. 이를 위해 차원축소 기법, 주성분분석, 매니폴드 학습법, 요인분석 등과 같은 다양한 분석틀을 적용하여 최적의 모델을 찾아내고 신경 네트워크의 패턴이 가진 의미를 추출한다.
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5. 03패치클램프 (Patch-Clamp)
   
슬라이스 패치가 가능한 전기생리학 장비가 구비되 있어 브레인 슬라이스 내 단일 세포의 전류, 전압 변화를 나노 수준 이하에서 측정이 가능하다. 이 기술로 세포 내 이온 채널에 의한 전기적 성질의 변화를 실시간으로 측정 가능하다.
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글로벌 협력체계

1. 01 HD MEA 기기 개발 - 스위스 3brain 본사와 협정을 맺어 공동기술 개발 중.
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3. 02 오키나와 연구소와 빅데이터 공유 및 분석
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5. 03 UCR - 동물 실험을 통한 공포 수용체 발굴
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7. 04 몽골 - 몽골 국립 의과대학과 통증 매커니즘 규명을 위한 공동연구
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