저희 연구 센터의 full name은 Center for Translational Research in Aging and Longevity (CTRAL) 입니다. 이름에서 알 수 있듯 aging과 longevity에 대한 translational research들을 진행하는 것으로 목적으로 세워진 연구 센터 입니다. 센터에는 두 분의 교수님이 계십니다. 먼저 director 이신 Dr. Nicolaas Deutz 는 University of Amsterdam Medical School에서 에서 M.D.를 취득하시고 같은 학교에서 Experimental Medicine으로 Ph.D.를 취득 하셨습니다. University of Arkansas for Medical Science에서 Department of Dietetics and Nutrition과 Department of Geriatrics에서의 professor position을 거쳐서 현재 Texas A&M University의 Department of Health & Kinesiology에서 professor로 일하고 계십니다. 다양한 학회에서도 활동 중이신데, 대표적으로 Clinical Nutrition과 Clinical Nutrition ESPEN 에서 editor-in-chief로 역할 중이십니다. Co-director이신 Dr. Marielle Engelen은 clinical research의 head를 맡고 계십니다. Netherland의 Maastricht University에서 Health Science와 Movement Science를 전공하시고, Ph.D. 과정에서 Physiology를 전공하시면서 Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD)에서의 muscle wasting 에 대해서 연구를 하셨습니다. 이후 Harbor U.C.L.A. Medical center 와 Maastricht University, University of Arkansas for Medical Science에서의 respiratory disease관련 연구 position을 거쳐서 Texas A&M University에서 연구를 진행 중에 계십니다.
CTRAL 이 두명의 교수님을 중심으로 1명의 regulatory affair 담당 staff, 1명의 administration 담당 staff, 2명의 post-doc staff, 3명의 Ph.D. 과정 학생, 그리고 1명의 M.S. 과정 학생, 3명의 visiting scholar 학생, 1명의 research nurse, 그리고 학기별로 연구 경험을 쌓고자 오는 undergrad 학생들이 함께 뭉쳐서 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 두 PI 분들의 background가 보여 주듯, chronic disease와 aging, exercise, metabolism, nutrition, amino acid metabolism, stable isotope등에 관한 다양한 translational연구를 진행하고 있습니다.
Figure 1 CTRAL located in HCRF building
2년 전에 새 보금자리로 옮긴 Center for Translational Research in Aging and Longevity는 Texas A&M University의 Department of Health and Kinesiology에 속해 있으며, 약 2100 square meter의 2 story building의 Human Clinical Research Unit에 안에 위치하고 있습니다. 사진에서 보실 수 있듯 2층 HCRF building 중 1층에는 교수님들과 staff, 학생들의 office와 맛있는 식사를 만들어 먹을 수 있는 break room 이 위치해 있습니다. 또한, exercise intervention이나 rehabilitation 을 할 수 있는 2개의 training room이 있습니다. 2층에는 2개의 Biosafety level-2 laboratory와 1개의 clean room (IV compounding room, USP 797 grade) 그리고 private room과 semi private room에 위치한 12개의 overnight stay bed가 있습니다. 12개의 bed를 가진 작은 병원과 같은 시설이라고 생각하시면 됩니다. 그리고 다양한 nutritional supplement를 만들수 있는 research kitchen과 샘플 처리와 storage, 그리고 분석이 가능한 laboratory가 함께 위치하고 있습니다.
Figure 2 Main lobby on 1st floor
Figure 3 Student area and data storage shelve
Figure 4 Exercise and rehabilitation area
Figure 5 Clinical room area and overnight bed
연구에 대한 내용을 이야기 드리기 전에, 다소 생소하실 수 있는 Kinesiology에 대해서 설명을 드리자면, 우리 몸 혹은 다른 동물에서 “움직임”으로 인해 발생되는 모든 현상을 관찰하는 넓은 의미의 학문입니다. “운동학”이라고 정의될 수 있긴 하지만, 그 기저의 scientific한 background와 mechanism을 아우르는 넓은 학문 분야 입니다. 예를 들면 우리 몸의 “움직임(physical activity)”으로 인해 발생하는 physiology, biomechanics 그리고 psychology 관련한 토픽들이 포함 될 수 있겠습니다. 저도 이곳에서 연구를 시작한지 얼마 되지 않아 내공이 부족한 지라, 저희 센터에서 진행하는 연구 분야를 간단히 정리해서 이야기 드리기는 쉽지 않습니다만, core 위주로 설명을 드리겠습니다. 우리 몸은 언제나 상황에 맞는 “balance”상태를 유지하려고 합니다. 특히, metabolism (anabolism/catabolism) 에서는 이 balance가 중요한 역할을 한다고 알려져 있지요. 따라서 저희 센터에서는, 다양한 age와 disease, 그리고 intervention condition 상의 human subject을 대상으로 metabolism과 이과 연관된 factor들을 관찰하는 연구를 진행하고 있습니다. 최근의 프로젝트는 clinical nutrition, protein, and amino acid metabolism에 관하여 진행 중에 있습니다. 이 프로토콜들의 aim은 arginine, citrulline, glutamine, branched-chain amino acid 그리고 keto acid 등의 metabolism이 다양한 stress 상황과 disease에서 어떻게 달라지는지 관찰 하는 것입니다. 예를 들면, lung disease, cancer, heart failure과 같은 disease group에서의 변화나, cognitive function, gut function, 그리고 sepsis와 같은 critical illness condition과의 상관성을 관찰합니다. CTRAL의 metabolomics와 fluxomics는 Mass Spectrometry (LC/MS/MS and GC/MS/MS)와 다른 분석 장비들을 통해 진행됩니다. Exercise stress, body composition/bone mineral density, isotonic/isokinetic strength measurement, anaerobic capacity analysis등을 함께 측정하고 분석이 됩니다.
Figure 6 Example of stable isotope tracing for metabolism analysis (You, L., Zhang, B., & Tang, Y. (2014). Metabolites, 4(2), 142-165.)
Figure 7 Isokinetic dynamometer and dual-energy X-ray absorptiometry
또한 methodology에 대한 연구도 진행 중에 있는데요, whole body arginine, citrulline, nitric oxide, protein kinetics와 다른 amino acid의 kinetics의 endogenous de novo synthesis를 quantify하려는 시도도 진행 중입니다. 이런 정보들을 얻게되면, 다양한 질환 혹은 스트레스 상황(예-운동, 염증 등)에서 우리 몸의 metabolism이 어떤 상태인지, 확인/정량할 수가 있고, 궁극적으로는 이런 metabolism의 imbalance를 통해 생기게 되는 우리 몸의 “loss”들을 막을 수 있는 방법도 찾을 수 있게 될 것이라고 예상하고 있습니다.
Figure 8 Biosafety laboratory for processing blood samples
Figure 9 Laboratory for mass spectrometry for stable isotope analysis
human subject을 다루는 clinical study는 동물실험이나 세포실험 등과는 다르게 유기적인 “팀웍” 이 아주 중요합니다. 그래서 모든 프로젝트는 study coordinator가 initiative을 쥐고 있되, 피험자가 방문하는 날에는 거의 모든 학생 및 staff가 함께 분주하게 움직이며 동참합니다. 피험자 한명 한명으로부터 얻는data는 분석을 돌리다보면 얼마나 중요한 것인가를 알게 되기 때문에 모든 멤버들이 정성스럽게 data를 수집합니다. 그래서 PI교수님들도 이런 점을 강조하시는 편입니다. 개인 연구 미팅이 주 1회, 그리고 한 주의 전체적인 실험 일정을 리뷰하는 그룹 미팅이 주 1회 진행됩니다. 한 달에 한 두번씩은 자신의 연구에 대해서 발표하거나 외부 연사를 초청하여 세미나 시간을 갖습니다. 그리고 office hour내 에는 보통 지도 교수님이 자리에 계시기 때문에 언제든 찾아가서 실험과 데이터에 대한 의논을 할 수 있습니다. 무엇 보다 저희 센터의 큰 장점은 resource 입니다. 방대한 양으로 누적된 clinical data와 human subject의 sample들을 언제든 이용할 수 있다는 점, 장비, 인력 등의 resource가 항상 준비되어 있기 때문에, “아이디어”를 가진 연구자에게는 아주 큰 merit이라고 생각합니다. 결정적으로, human subject을 대상으로 translational research를 수행 할 수 있는 종합병원 수준의 시설 은 자랑할 만한 점인 것 같습니다. 또한, collaboration에 대해서도 활짝 열려 있으신 PI의 오픈 마인드도 다양한 테크닉과 연구 기회를 접할 수 있는 좋은 발판이 되어주고 있습니다.
Figure 10 CTRAL at campus
Figure 11 CTRAL members
Figure 12 CTRAL and sunset
