Suryon Shin, PhD

Assistant Professor of Medicine, Harvard Medical School

Division of Engineering in Medicine, Brigham and Women’s Hospital

65 Landsdowne Street, Rm. 281, Cambridge, MA 02139

 

E-mail: shin.lotus@gmail.com

sshin4@bwh.harvard.edu

 

연구자 소개 (신수련, Su Ryon Shin, Ph.D.)

본 연구자는 하버드 의과대학에서 조교수로 Brigham and Women's Hospital에서 수석 연구원으로 연구를 수행하고 있습니다. 한양대학교에서 박사 학위를 마친 후, 2010년 11월에Brigham and Women's Hospital (BWH), Harvard Medical School (HMS), Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technologies, and Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering 소속으로 Ali Khademhosseini 교수 그룹에서 박사 후 연구원으로 연구를 시작하였습니다. 본 연구자는 2014년에 HMS/BWH 소속의 Instructor 로 승진한 후 Tissue Engineering 서브 그룹을 이끌었습니다. 그리고 2018년부터 하버드 의과대학의 조교수로 임용이 되었습니다. 본 연구자는 나노재료, 생체재료, 조직공학, 생체 근육을 기반으로 하는 biohybrid actuators, 바이오센서, Organ-on-a-chip, 3D 바이오프린팅 분야의 대해 깊은 이해를 가지고 있으며, 이를 활용하여 손상된 조직을 재생할 수 있는 기능성 재료 및 생체 구조와 기능을 모방한 인공 조직의 개발에 중점을 두고 연구를 수행 하였습니다. 그 결과 미국 국립 보건원(NIH), 미국 심장 협회(AHA), 공군 후원 연구소 (Air Force Office of Sponsored Research), Toyota Motor Corporation, 미국 국방부의 Advanced Regenerative Manufacturing Institute 등 으로부터 여러 보조금을 받았습니다. 또한 Nature Protocols, PNAS, Science Advanced, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Angewandte Chemie 등과 같은 저널에 141편 이상의 논문을 발표했습니다. H-index 지수는61 이며, 인용 지수는 13,979번 이상 인용되었습니다. 본 연구자는BWH 산하의 Stepping Strong Innovator Awards와 Innovation Evergreen Award를 수상하였습니다.

 

연구소 및 연구실 소개 (Shin lab, Brigham and women's hospital, Harvard medical school, https://www.suryonshin.com/)

본 연구팀은 생체 조직의 구조 및 성능을 모사한 인공 조직 개발에 관한 연구를 위해 인간 유래  유도만능줄기세포(human induced pluripotency stem cells)를 주로 사용하고 있으며, 이러한 줄기세포는 마이크로 및 나노 물질로 성능이 향상된 생체재료와 함께 바이오잉크의 주요 구성원에 해당합니다. 3차원 바이오 프린팅 기술을 향상시켜, 줄기세포가 들어있는 바이오잉크를 사용하여 3차 구조의 복잡한 형태의 심장, 근근육, 간, 뇌, 피부조직, 뼈와 같은 다양한 조직을 개발하였습니다. 또한 줄기세포기반의 인공 조직은Organ-on-a-chip 플랫폼을 개발하는데 사용되어지며, 특히 바이오센서를 이용하여 줄기세포기반의 인공조직에서 분비된 바이오마커의 변화를 지속적으로 감지하여 새로운 약물이나 기존의 약물 독성을 평가하는 연구를 가능하게 합니다. 이러한 여러 기술들을 개발하고, 활용하기 위해, 각 전문 분야를 전공한 박사 후 연구원 5명과 미국, 네덜란드, 이란, 중국, 멕시코, 대한민국, 인도, 일본, 터키에서 온 15명의 이상의 연구 연수생, 방문연구원 및 박사, 석사과정 학생들과 같이 연구를 진행하고 있습니다.

연구내용 소개

본 연구자가 수행하고있는 여러 분야의 연구 중에서, 줄기세포를 이용한 대표적인 연구 사례로, 미국에서 매년 약 500,000명의 환자가 체적 근육 손실(volumetric muscle loss, VML) 로 고통 받고 있습니다. VML은 일반적으로 근육의 상당 부분이 손실되거나 돌이킬 수 없는 손상이 발생되는 교통사고 또는 폭탄 폭발과 같은 외상 사건으로 인해 발생합니다. 그 후, 손상된 부위는 골격근의 재생이 정상적으로 이뤄지지 않고, 넓은 영역에 흉터만 남게 됨으로써 근육의 강도가 떨어지고 기능이 상실됩니다. 즉, VML 은 골격근의 일반적인 재생능력을 압도함으로써 최소한의 근육조직만이 재생되며, 섬유증 (fibrosis)이 발생함으로써 근육의 기능 손상이 초래됩니다. 따라서, 우리는 VML를 치료하기 위한 전략으로써 (1) 환자 근육 조직의 근육 구조 및 기계적 특성을 모방하고, (2) 성장 인자를 방출하며, (3) 유도만능줄기세포 유래 근육 전구 세포(induced pluripotency stem cell derived muscle precursor cells, iPSC-MPCs)를VML 부위에 전달하는 맞춤형 스캐폴드를 3차원 프린팅 하여 손상된 근육을 재생하고자 합니다. 우리의 연구를 잠재적인여러 이점을 제공합니다. 첫째, 우리의 근육 스캐폴드는 3D 바이오 프린팅이 가능하여 크고 두꺼운 조직을 빠르고 비교적 저렴한 비용으로 생산이 가능합니다. 둘째, 3D 바이오프린팅의 특성을 감안할 때, 모든 부상자의 손상된 조직의 형태에 정확히 맞도록 맞춤 제작할 수 있습니다. 제조된 줄기세포 기반의 인공 조직은 환자에게 이식하여 조직 재생의 효능을 향상시켜 임상 치료를 크게 개선할 수 있는 가능성이 있습니다.

 

저는 BWH의 의학 공학부의 연구원이자 HMS의 의학 조교수입니다. 저의 연구는 마이크로 및 나노 기술을 사용하여 마이크로 스케일 생체 재료 및 생물 의학 응용 프로그램을 위한 엔지니어링 시스템 개발에서 세포 거동을 제어하는 ​​세포 반응성 생체 적합성 하이브리드 재료 개발에 중점을 둡니다. 이러한 하이브리드 생체 재료는 미세 가공 기술에 의해 기능적인 2D 및 3D 조직 구성을 생성하기 위해 개선된 근육 세포 접착, 조직 및 세포-세포 결합을 보여주었습니다. 따라서 하이브리드 재료는 심장 및 근육 조직을 위한 다기능 스캐폴드와 치료 목적 및 시험관 내 연구 모두를 위한 3D 바이오하이브리드 액추에이터를 만드는 데 유용할 수 있습니다. 현재 저의 작업은 세포가 함유된 바이오잉크를 사용하여 조직 재생 및 시험관 내 적용을 위한 3D 조직 구성물을 제작하는 혁신적인 바이오프린팅 시스템을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 나는 또한 모듈식의 확장 가능한 미세유체 시스템과 통합된 Organ-on-a-chip 플랫폼과 다중 조직 시스템 통합(인간 장기 기능 모방)이 있는 바이오센서를 개발하고 있습니다. 특히, 동일한 센싱 유닛의 반복 사용을 위한 자가 재생 기능과 함께 여러 바이오마커에 대한 연속 및 동시 분석을 수행할 수 있는 자동화된 미세 유체 바이오 센서 시스템을 개발하고 있습니다. Tissue-on-a-chip은 자동화된 미세유체 바이오센서 시스템과 통합되어 원하는 약물 화합물을 바이오리액터에 도입하고 분비된 바이오마커의 변화를 지속적으로 감지하여 조직 반응의 다운스트림 모니터링을 가능하게 합니다.