생화학분자생물학회

백민준

한국과학기술원 바이오및뇌공학과

baek.mj@kaist.ac.kr

[연구자소개]

안녕하세요. 한국과학기술원 (KAIST) 바이오및뇌공학과에서 2025년 4월부터 조교수로 재직 중인 백민준입니다. 이렇게 생화학분자생물학회(KSBMB) 웹진을 통해 인사드리게 되어 정말 반갑습니다.

저는 약학대학이 2+4년제일 때 서울대학교 약학대학에 입학하여 2017년에 학사 과정(Pharm.D.)을 마쳤고, 이후 서울대학교 약학대학 대학원에서 석·박사 통합과정으로 약제학을 전공했습니다. 2023년에 약학대학에서 박사학위를 취득하고 서울대학교 종합약학연구소에서 Post-Doc.으로 연구를 이어갔으며, 2024-2025년에는 하버드의과대학/매사추세츠종합병원(MGH)의 Radiology department에서 Post-Doc. Fellow로 연구했습니다. 

박사과정 동안에는 경구·경피·주사제 등 다양한 제형 개발, 약동학(pharmacokinetic) 분석, 종양 표적화 나노약물전달체, 근적외선 형광 조영제 및 광감각제 개발 등을 연구했습니다. Post-Doc. 중에는 빛을 이용한 나노입자의 암 조직 침투 증진 기술과 근적외선 레이저의 생체 투과도 개선에 대한 연구를 진행했습니다. 

저는 임상에서 실제로 도움이 될 수 있는 기술을 개발하는 것이 바이오메디컬엔지니어링의 궁극적인 목표라고 생각합니다. 약사이자 약제학자로서, 임상적으로 유용한 나노의약품과 약물전달 기술을 개발하여 난치성 질환 치료에 기여하고자 합니다.

[연구내용]

저희 정밀 나노의약 공학 (Precision Nanomedicine Engineering) 연구실은 암, 유전질환 등 난치성 질병의 치료를 목표로 차세대 나노의약 기술 개발을 개발하고 있습니다. 단순히 새로운 컨셉의 나노입자를 제시하는 데 그치지 않고, 생체분포·약동학·효능·안전성을 정밀하게 조절하여 임상적으로 완성도 높은 기술을 구현하고자 합니다. 더 나아가, 이러한 기술을 기반으로 환자 맞춤형 정밀 나노의약품을 실현하는 것을 궁극적인 목표로 삼고 있습니다.

저희 연구실에서는 다음과 같은 전주기적 연구를 수행합니다: 1) 신규 유기 소재 합성 (전달체/활성물질), 2) 나노입자 라이브러리 구축 및 스크리닝, 3) 세포 수준의 작용 기전 규명, 4) 소동물 모델을 통한 생체분포·효능·독성 평가

이를 통해 효능, 안전성, 약동학 특성이 최적화된 나노의약품을 개발하고자 합니다.

연구 주제 1. 나노입자의 생체 분포 및 조직 표적능 고도화

나노입자는 크기와 표면 특성 때문에 간이나 비장과 같은 비표적 장기에 많이 축적되는 경향을 보입니다. 이러한 비표적 분포를 최소화하고 원하는 표적 장기나 조직에만 약물을 전달할 수 있도록 나노입자의 표적능을 고도화하는 기술을 개발하고 있습니다.

• 유기 소재의 구조와 나노입자의 표면을 정밀하게 조절하여 비표적에 분포되는 나노입자가 체외 배설되도록 합니다.

• 심장, 근육, 뇌 등과 같이 기존의 기술로 표적화가 어려운 장기를 표적화하는 나노입자를 개발하고 있습니다.

• 유전물질이나 유전자 교정기 기반 치료의 비표적 부작용 우려를 최소화하는 기술을 연구하고 있습니다. 

• 환자의 질환이나 유전적 배경에 따라 변화하는 나노입자의 생체 분포에 대해 연구하고, 이를 기반으로 환자 맞춤형 나노입자를 개발하고자 합니다. 

연구 주제 2. 빛을 이용한 나노입자의 조직 침투 및 약물 전달 제어

생체 투과도가 높은 근적외선 레이저를 이용하여 나노입자의 생체분포와 조직·세포·세포소기관 침투를 조절하고자 합니다.

• 활성산소, 열 등을 발생시키는 생체적합 유기 광반응 분자를 설계하고 합성하고 있습니다.

• 광반응성 유기 소재를 이용하여 나노입자의 표면 특성을 정밀하게 제어하고자 합니다. 이를 이용하여 나노입자가 질병 조직, 세포 및 세포소기관에 선택적으로 전달될 수 있는 기술을 개발하고자 합니다.

• 나노의약 기술과 빛을 접목하여 최적의 성능을 낼 수 있는 약물 전달 플랫폼 기술을 개발하고 있습니다.

[연구진 구성] 

저희 연구실은 2025년 4월부터 시작하여 현재 대학원 석사 과정 범대희 학생과 학부 인턴인 서호정, 임채원 학생과 함께 연구하고 있습니다. 의약품 제형 개발, 약물전달시스템, 나노의약품, 의약품 분석 기술, 약동학, 그리고 신약 개발에 관심 있는 분이라면 언제든 환영하니 편하게 연락주시면 감사하겠습니다. 또 함께 연구를 진행하고자 하는 분들도 언제든 연락주시면 감사합니다.

[사진 및 연락처]​

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주소: 대전광역시 유성구 대학로 291 한국과학기술원 E16-1 Room 502

전화: 042-350-4333

E-mail: baek.mj@kaist.ac.kr

Homepage: https://sites.google.com/view/baeklab/

[대표논문]

1. M.-J. Baek, D.-T. Nguyen, D. Kim, S.-Y. Yoo, S.M. Lee, J.-Y. Lee, D.-D. Kim (2023) Tailoring renal-clearable zwitterionic cyclodextrin for colorectal cancer-selective drug delivery, Nature Nanotechnology 18, 945–956.

2. D.-T. Nguyen*, M.-J. Baek*, S.M. Lee, D. Kim, S.-Y. Yoo, J.-Y. Lee, D.-D. Kim (2024) Photobleaching-mediated charge-convertible cyclodextrin nanoparticles achieve deep tumour penetration for rectal cancer theranostics, Nature Nanotechnology 19, 1723–1734.

3. M.-J. Baek*, W. Hur*, S. Kashiwagi, H.S. Choi, (2025) Design considerations for organ-selective nanoparticles, ACS Nano 19, 15, 14605–14626.

4. M.-J. Baek, J.-H. Park, D.-T. Nguyen, D. Kim, J. Kim, I.-M. Kang, D.-D. Kim (2023) Bentonite as a water-insoluble amorphous solid dispersion matrix for enhancing oral bioavailability of poorly water-soluble drugs, Journal of Controlled Release 363, 525-535.

5. M.-J. Baek*, S.M. Lee*, D.-D. Kim, J.-Y. Lee (2025) Breakthroughs in Deep Tumor Penetrating Nano-Phototheranostics for Tumor ablation, Clinical and Translational Medicine 15, 370188.