생화학분자생물학회

메카노바이올로지 치의학 연구센터

(Mechanobiology Dental Medicine Research Center)​

Ⅰ. 설립배경​

  ◦ 2021년 선도연구센터 (MRC) 사업을 지원받아 설립된 센터로, 단국대학교 치과대학과 교책연구원인 조직재생공학연구원의 인력과 공간의 R&D 인프라를 토대로 운영. 

  ◦ 치의학-의학 뿐 아니라, 기초과학과 공학을 전공한 교수진 11명과 다양한 분야의 전공을 지닌 박사급 연구원과 석박사과정생 등 총 40여명의 인력으로 구성됨. 

Ⅱ. 연구목표​

1. 연구센터 연구목표

  ◦ 구강 및 안면 조직에서 발생하는 다양한 생물리적 자극인자 (ECM mechanics, external forces)에 의해, 세포 내 biochemical-biophysical 신호전달의 변환 과정을 탐구하고, 관련된 질병의 원인과 조직 재생의 기전을 연구하며, 나아가 생역학적 타겟물질 및 제어를 통한 치료법을 찾고자 함. 

그림 1. 메카노바이올로지 치의학 연구센터의 연구 목표

2. 연구센터 연구내용

  ◦ 물리적, 역학적 제어인자 발굴 및 분석 기술 정립

  ◦ 세포 내 인자조절에 의한 세포 생리변화 상관관계 검증

  ◦ 생역학적 인자자극에 의한 생화학적 신호조절 기전 분석

  ◦ Mechanobiology 기반 생체모사 시스템 구축

  ◦ 생역학적 모델링을 통한 다양한 구강질환 기전 연구

  ◦ 전임상 연구를 통한 구강 내 질환 치료 가능성 확보

그림 2. 연구센터에서 관심있는 연구내용 사례: A. 구강 및 안면 조직의 생물리적 자극에 의한 조직학적 변화 관찰, B. ECM의 동역학적 (dynamic mechanics)　변화에 의한 세포의 거동 관찰, C. 생물리적 자극에 의해 세포 내에서 일어나는 다양한 mechanosensitive 물질들의 변화와 기전연구

3. 연구센터 국제 공동연구

  ◦ Mechanobiology 분야의 선두그룹 및 재생치료 분야의 석학들과 활발한 국제공동연구를 진행중임.

   ◦ 공동연구, 학생방문교류, 조인트세미나, 국제심포지엄 구성 등 진행.

    - 미국 UPenn의 Center for Mechanobiology 센터장인 Vivek Shenoy 교수팀 

    - 미국 Columbia University의 Kam Leong 교수팀

    - 미국 Stanford University의 Ovijit Chaudhuri 교수팀

    - 미국 UCLA의 Song Li 교수팀

    - 영국 UCL 대학의 Jonathan Knowles 교수팀

그림 3. 본 센터가 해외 연구그룹들과 함께 진행한 미팅, 강연, 국제심포지엄 구성 등의 활동들

 4. 기초의과학자 양성 프로그램 운영

  ◦ 본 센터에서는 글로벌 융합연구 역량을 지닌 기초치의과학자 양성을 위해, ‘DREAM Scientist’ 프로그램을 운영중임.

  ◦ 현재 석박사 과정 또는 전문연구요원의 기초의과학자를 양성 중이며, 기초교실과 함께하는 임상임상의과학자 양성 프로그램도 함께 진행 중임.

 5. 연구성과

  ◦ 지난 3년간 센터의 대표 연구성과들:

    - Tissue mechanics and Hedgehog signaling crosstalk as a key epithelial-stromal interplay in cancer development, Adv Sci, 2024.

    - Neural-tissue-like, not supraphysiological, electrical conductivity stimulates neuronal lineage specification through calcium signaling and epigenetic modification, Adv Sci, 2024.

    - Coordinated biophysical stimulation of MSCs via electromagnetized Au‐nanofiber matrix regulates cytoskeletal‐to‐nuclear mechanoresponses and lineage specification, Adv Funct Mater, 2024.

    - Targeting nuclear mechanics mitigates the fibroblast invasiveness in pathological dermal scars induced by matrix stiffening, Adv Sci, 2024.

    - Cyclic stretch promotes cellular reprogramming process through cytoskeletal‐nuclear mechano‐coupling and epigenetic modification, Adv Sci, 2023.

    - Advanced materials technologies to unravel mechanobiological phenomena, Trend Biotech, 2023.

    - Materials and extracellular matrix rigidity highlighted in tissue damages and diseases: Implication for biomaterials design and therapeutic targets, Bioact Mater, 2023.

    - Matrix-enabled mechanobiological modulation of osteoimmunology, Matter, 2023.

    - Chemically-induced osteogenic cells for bone tissue engineering and disease modeling, Biomaterials, 2022.

    - Leveraging cellular mechano-responsiveness for cancer therapy, Trend Mol Med, 2022. 

Ⅲ. 기대효과 및 전망​

  ◦ 국내 새로운 학문 영역인 Mechanobiology 분야 개척 및 차세대 연구 패러다임 제시.

  ◦ Mechanobiology 기반의 구강 질환 이해 및 나아가 다양한 분야에 응용 가능.

  ◦ 글로벌 공동연구를 통한 융합적이고 국제화된 식견을 지닌 기초치의과학자 양성소 역할.