생화학분자생물학회

신정환

서울대학교병원 신경과/서울대학교 의과대학

Neo2003@snu.ac.kr

[연구자 및 연구내용 소개]

안녕하세요. 저는 서울대학교병원 신경과에 조교수로 재직중인 신정환입니다. 학부는 서울대학교 의과대학을 졸업하였고, 석사는 서울대학교병원 신경과 전범석 교수님 지도를 받았으며, 박사는 카이스트 생명과학과 정민환 교수님의 지도를 받았습니다. 2023년 2월부터 서울대병원 및 서울대학교 의과대학에서 근무하고 있으며, 파킨슨병을 포함한 이상운동질환을 진료하고 또한, 파킨슨병 및 기저핵에 대한 기초연구를 수행하고 있습니다. 특히, 제가 근무하고 있는 서울대병원 파킨슨센터는 파킨슨병 환자 및 이상운동질환 환자를 대상으로 하는 Deep brain stimulation (DBS)을 2004년부터 시행해오고 있는 센터이며, 저도 DBS를 수행한 환자들을 주로 진료하고 있습니다. 

돌이켜보면 제 인생의 경로를 설정하는데 두가지 큰 전환점이 있었습니다. 

첫째는 의대 실습 때 봤던 파킨슨병 환자를 대상으로 한 뇌심부 자극술 이었습니다. 파킨슨 환자의 머리에 stereotaxic frame을 고정하고 전극을 내린 후에 환자를 깨워서 자극에 따른 파킨슨 증상 회복을 실시간을 보는 과정은 저에게 너무나 큰 충격이었고, 앞으로 저런 의료를 하고 싶다는 강력한 욕구가 생겼고, 그 경험은 저를 신경과 전공으로 이끌었습니다.

둘째는 전공의 3년차 말에 우연히 봤던 한편의 논문입니다. 그 전까지는 기초연구에 큰 관심이 없던 저였는데, 당직을 서면서 병원에서 우연히 당시 새롭게 개발된 광유전학을 이용하여 파킨슨모델쥐의 파킨슨 증상을 회복시키는 논문이었습니다. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20613723) 잘 움직이지 못하는 파킨슨 모델 쥐를 blue laser자극으로 움직임을 회복시키는 Supplementary video를 본 순간은 뇌심부자극술을 봤던 때처럼 강력한 충격이었고, 기초연구에 대한 열망이 처음 생겼던 순간이었습니다. 

기초연구를 수행하기에는 너무 늦은 때가 아니었나 하는 생각이 들었지만 당시에 전문연구요원으로 병역을 수행하면서 기초연구를 수행할 수 있는 좋은 기회가 있었기에 저는 신경과 전문의 취득 후 카이스트 의과학대학원에서 박사과정을 수행하면서 기저핵의 작동원리에 대한 기초연구를 수행하였습니다. 주로는 in-vivo electrophysiology 및 in-vivo calcium imaging tool을 활용하여, 기저핵의 직접회로와 간접회로의 운동 및 가치/보상에 대한 encoding pattern을 연구하여 기존의 직접/간접회로의 배타적인 encoding pattern이 아닌 더 복잡한 패턴을 갖고 있음을 연구하였고 (1), 여기에서 더 나아가 basal ganglia circuit의 spatiotemporal pattern의 형성과 기능에 대해 연구를 수행하였습니다. (2)

박사 취득후 저는 임상현장으로 돌아와 현재는 서울대학교병원 신경과 및 서울대학교 의과대학에서 파킨슨병 동물 모델을 활용한 기초연구 및 파킨슨병 환자를 대상으로 한 임상 연구를 수행하고 있습니다. 저는 기저핵의 작동 원리를 더욱 잘 설명할 수 있는 새로운 모델을 개발하고 이를 이용하여 파킨슨병의 증상회복을 위한 혁신적인 치료법을 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 현재 주 연구내용은 아래와 같습니다.

1. 기저핵의 다양한 cell type (dSPN, iSPN, interneurons (ChaT, PV))에 대한 spatiotemporal pattern형성과 이에 대한 functional organization에 대해 연구하고 있습니다. 주로 transgenic mouse model을 활용한 in-vivo calcium imaging을 이용하여 Motor (3d behavior분석) 및 non-motor (Value based decision making) 등의 다양한 task를 진행하여 basal ganglia neuronal ensemble과 spatiotemporal pattern을 추출하고 이를 기반으로 한 새로운 basal ganglia working model개발을 목표로 하고 있습니다. 

2. 파킨슨병의 운동증상을 회복할수 있는 치료전략을 연구하고 있습니다. 특히, 파킨슨병 동물 모델을 활용하여 기저핵을 구성하고 있는 다양한 cell type을 기반으로 한 cell type, circuit specific modulation 연구 (Optogenetics, Chemogenetics)를 수행하고 있습니다. 부작용을 줄이고 파킨슨병 운동증상 회복에 최적화된 차세대 뇌심부자극술에 대한 치료전략을 개발하는 것이 목표입니다.

 기초연구에서의 발견을 임상현장으로 옮길수 있는 중개연구를 하는 의사과학자로 성장하는 것이 목표입니다. 궁극적으로는 환자들을 도울수 있는 의미있는 연구를 수행하고 싶은 소망이 있습니다. 이렇게 지면으로 KSBMB 선생님들께 인사드릴수 있게 되어 반가운 마음입니다. 앞으로 좋은 공동 연구 함께 하고 싶습니다.

그림1. 파킨슨병에 대한 next generation Deep brain stimulation 모식도

[연구진구성]

현재 박사후 연구원 정현경 선생님, 석박통합과정 대학원생인 김준석 선생님, 박준호, 정찬희 연구원 선생님 그리고 신호림, 김주한 학부인턴 선생님과 함께 연구하고 있습니다.

[연락처]

연구실 홈페이지: https://sites.google.com/view/jung-lab/home

[대표논문]

1. JH Shin, DH Kim, MW Jung. Differential coding of reward and movement information in the dorsomedial striatal direct and indirect pathways. Nature Communications. 2018

2. JH Shin, M Song, SB Paik, MW Jung. Spatial organization of functional clusters representing reward and movement information in the striatal direct and indirect pathways. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2020)

3. JH Shin, YK Kang, Choi HY,Kim HJ, Cheon GJ, B Jeon. Whole brain dopamine transporter binding pattern predicts survival in multiple system atrophy. Translational Neurodegeneration. 2024

4. JH Shin, HJ Kim, YK Kim, EJ Yoon, HW Nam, B Jeon, JY Lee. Longitudinal evolution of cortical thickness signature reflecting Lewy body dementia in isolated REM sleep behavior disorder: a prospective cohort study. Translational neurodegeneration. 2023

5.  JH Shin, JY Lee, YK Kim, EJ Yoon, HJ Kim, HW Nam, B Jeon. Parkinson’s disease-related brain metabolic patterns and neurodegeneration in isolated REM sleep behavior disorder, Neurology. 2021

6.  JH Shin*, RR Lee*, HY Choi, HJ Kim, GJ Cheon, B Jeon. Variability of FP-CIT PET Patterns Associated with Clinical Features of Multiple System Atrophy. Neurology. 2021 

7. JH Shin, JY Lee, YK Kim, SA Shin, HW Nam, HJ Kim, B Jeon. Longitudinal change in dopamine transporter availability in idiopathic REM sleep behavior disorder. Neurology. 2020