조성우 일산백병원 순환기내과 교수는 심장질환 관련 기초의학 연구와 임상치료를 병행하며 차세대 주자로 떠오르고 있다. 부친인 조승연 전 연세대 순환기내과 교수에 이어 2대째 심장학 발전에 노력 중이다. 

만능줄기세포로 심장줄기세포 분화

조성우 교수는 만능줄기세포(역분화줄기세포 induced pluripotent stem cells: iPS)에서 심장줄기세포를 만들었다. 만능줄기세포는 성체줄기세포와 달리 인체 모든 조직의 세포들로 분화될 수 있는 특성을 갖는다. 2006년 일본 교토대 야마나카 신야(Shinya Yamanaka, 山中伸弥) 교수가 배아줄기세포와 비슷한 유도만능줄기세포를 개발해 2012년 노벨생리의학상을 탔다. 유도만능줄기세포는 이론적으로 모든 성체세포로부터 만들 수 있다고 돼  있지만, 주로 피부나 혈액세포 등에 Yamanaka 전사인자들을 치환시켜 제작한다. 

조 교수는 한국과학기술원(KAIST) 박사과정 시절 만능줄기세포에서 심장세포 및 심장전구세포를 효율적으로 만들 수 있는 프로토콜을 확립하여 2016년 2월에 미국 특허를 등록했다. 하지만 심장세포로 분화시키기 위한 새로운 물질과 프로토콜이 지속적으로 개발되는 등 이 분야의 기술 발전 속도가 워낙 빨라 활용 가치가 떨어지는 상황이다.

조 교수는  “심혈관질환 환자의 체세포로부터 유도만능줄기세포를 수립해 여기서 심장세포를 분화시키는 중개연구를 진행할 계획”이라며 “아직까지는 유도만능줄기세포 유래 심장세포를 이용해 유전성, 선천성 심장질환에 대한 기전을 밝히는 연구들이 주를 이루고 있지만 향후 당뇨병성심근병증 같은 심장대사질환과 난치성 심부전의 기전을 규명하는 연구에 집중하겠다”고 밝혔다.

동물질환모델은 대부분 인위적으로 만들기 때문에 실제 환자들의 상태를 반영하기에 한계가 많다. 반면 환자맞춤형 세포질환모델은 심장질환 환자의 말초혈액세포 같은 체세포에서 유도만능줄기세포를 제작 후 심장세포로 분화시킴으로써 각 환자들이 가진 심장질환을 세포 수준에서 연구할 수 있다는 개념이어서 병의 기전과 약물의 반응을 확인하기에 더 정확하고 용이하다. 현재 조 교수는 원인 불명 또는 난치성 심부전 환자들의 세포질환모델을 제작하기 위한 연구를 준비 중이다.  

조 교수는 병역을 공보의나 군의관이 아닌 KAIST 의사 대상 의과학대학원 전문연구요원 대체복무로 갈음했다. 복무 기간은 1년이 더 길어서 4년이었지만 기초의과학 연구를 하면서 박사학위까지 취득할 수 있는 좋은 기회였다. 하지만 의학이론 습득과 진료에 치중하던 임상의사가 피펫을 잡고 전혀 해보지 않았던 실험의 테크닉을 새로 배우면서 기초의과학 연구를 수행하는 게 쉽지만은 않았다. 행운이 따라 혈관생물학의 세계적인 석학인 고규영 KAIST 교수를 사사했다.

기초의학 공부가 임상 저변 확대, 중개의학 관심 계기돼

조 교수는 “기초의과학 연구 경험이 환자 진료에 직접적인 도움이 되는 건 아니지만, 환자를 볼 때 병의 기전과 원인에 대해서 고민할 수 있는 폭 넓은 시야가 생겼고, 기초의과학과 임상의학을 연결할 수 있는 중개연구에 관심을 갖게 했다”며 “만능줄기세포 유래 심장세포를 심장내과 영역에서 어떻게 응용할지에 대한 항상 고민한다”고 말했다. 

그는 왕성한 호기심으로 심장질환 기초의학에 매진한 결과 48편의 관상동맥질환, 심부전, 심장줄기세포 등과 관련 논문(SCI급 29편)을 써냈고 덕분에 대한심장학회 젊은연구자상, 인제대 인제학술상, 유럽심장학회 베스트 포스터상, 생물학연구정보센터(BRIC) 주관 ‘한국을 빛내는 사람들’을 잇따라 수상하며 ‘주목받는 젊은 명의’ 반열에 올랐다. 

대한심장학회 학술위원 기초학술간사를 맡아서 다른 대학 교수들과 학회 프로그램을 짜고, 초록도 심사한다. 미국과 일본의 경우 의사 출신의 기초의과학자가 많지만, 우리나라는 의대를 졸업하면 대부분 임상의사로 일한다. 기초의과학 연구자에 대한 처우가 획기적으로 개선되지 않는다면 이런 추세가 쉽사리 바뀌지 않을 전망이다.

조 교수는 “기초의과학 연구와 임상치료를 병행하는 의사-과학자(Physician scientist) 수가 미국과 일본에 비해 절대적으로 부족하다”며 “다행이 최근 의사-과학자 양성을 위한 대학원이 계속 설립되고 있고 관련 국가 지원이 늘어나고 있다”고 밝혔다. 

365일 24시간 가동 경기도 서북부 최고 심장센터에서 ‘헌신’  

인제대 일산백병원 관상동맥중재시술실에서 포즈를 취하고 있는 조성우 교수

이 센터는 지리적으로 일산의 가장 북쪽에 위치해 대학병원이 없는 파주, 문산과 의정부 일부에서 발생하는 심혈관질환 환자를 맞고 있다. 외래에서 당일 진료로 신속한 검사와 진단을 시행할 뿐만 아니라 24시간 365일 급성심근경색, 심인성쇼크 등의 중증응급환자를 진료할 수 있는 체계적인 시스템을 운영 중이다. 경험이 풍부한 순환기내과와 흉부외과 의료진의 유기적인 협진으로 환자에게 최적화된 관상동맥중재시술, 체외막산소공급(에크모), 관동맥우회로술, 판막수술, 대동맥수술을 시행한다.

수치 상 이 센터는 매년 6만7000여명의 외래환자를 진료하고 1000건 이상의 관상동맥조영술을 시행하고 있다. 스탠드를 삽입해 막힌 심장혈관을 뚫어 주는 관상동맥중재시술도 연간 500여 건을 시술한다. 스텐트 삽입이 불가능한 환자에게는 혈관을 우회시켜 심장에 혈액을 공급해주는 관상동맥우회술을 연간 70여 건 시행해왔다.

조 교수는 “심장내과 의사인 부친의 영향도 있고 전공의 시절 곧 심장이 멎을 것 같은 환자를 드라마틱하게 살려내는 지도교수님들의 모습에 매료되면서 진로를 순환기내과로 정했다”며 “고혈압 같은 만성질환부터 심근경색 같은 급성질환까지 다양한 환자를 치료할 수 있는 게 보람”이라고 말했다.  

조성우(趙誠佑) 인제대 일산백병원 순환기내과 교수 프로필 

학력

2006년 인제대 의대 의학과 졸업

2011년 인제대 의대 의학석사

2015년 한국과학기술원(KAIST) 의과학대학원 이학박사 

경력 

2006년 3월~2007년 2월 인제대 상계백병원 인턴

2007년 3월~2011년 2월 인제대 상계백병원 내과 레지던트

2011년 3월~2015년 2월 한국과학기술원(KAIST) 의과학연구센터 혈관 및 줄기세포 연구실 전문연구요원

2015년 3월~2016년 11월 삼성서울병원 순환기내과 임상강사

2016년 12월~2019년 12월 인제대 서울백병원 심장내과 조교수

2020년 1월~현재 인제대 의대 내과학교실, 일산백병원 심장혈관센터 순환기내과 조교수

대외활동

대한내과학회 정회원

대한심장학회 정회원, 현 기초학술간사

대한심혈관중재학회 정회원, 현 경요골동맥 중재시술연구회 총무간사

대한심부전학회 정회원, 현 기획·정보위원

한국심초음파학회, 한국지질동맥경화학회, 대한고혈압학회, 심장대사증후군학회, 한국줄기세포학회 정회원

대한심장학회 기초과학연구회, 심인성쇼크연구회 회원

한국조직공학재생의학회 심혈관분과 학술위원

한국혈관학회 평의원

상훈

2009년 6월 인제대 상계백병원 우수 전공의

2014년 11월 대한심장학회 추계학술대회 기초의학 부문 젊은연구자상 

2016년 5월 대만심장학회 International Young Investigator 초청 강연 

2016년 11월 삼성서울병원 심장뇌혈관병원 우수논문상 

2017년 8월 유럽심장학회(ESC congress 2017) Best Poster 수상 

2018년 12월, 2019년 2월 생물학연구정보센터(BRIC) '한국을 빛내는 사람들’ 2차례 선정 

2020년 1월 2019년도 인제학술상 수상

2020년 10월 대한심장학회 2020 우수심사위원상

2021년 7월 대한심장학회 기초과학연구회 하계심포지엄 우수포스터