김혜선 연구실은 알츠하이머병을 비롯한 다양한 치매 및 퇴행성 뇌질환의 분자적 병인기전을 심도 있게 연구하고 있습니다. 본 연구실은 아밀로이드 베타 펩타이드, 타우 단백질, 그리고 아밀로이드 전구단백질(APP) 및 그 C-말단 단편 등 치매의 주요 원인 단백질들의 생성, 변형, 축적 과정과 이들이 신경세포 내외에서 일으키는 병리적 변화를 규명합니다. 특히, 동물모델과 세포모델을 활용하여 신경세포의 사멸, 시냅스 기능 저하, 신경염증, 산화적 스트레스 등 다양한 병리적 현상을 분자 수준에서 분석합니다. 최근에는 혈뇌장벽(BBB) 제어 기술, 집속 초음파를 이용한 약물 전달, microRNA 및 유전자 조절 네트워크 등 첨단 기법을 도입하여 알츠하이머병의 발병 기전과 진행 과정에서 나타나는 다양한 분자적 변화를 체계적으로 탐구하고 있습니다. RNA 시퀀싱, 단백질체 분석, 유전자 편집 기술(CRISPR 등)을 활용하여 새로운 치료 타겟을 발굴하고, 병인기전의 세부 경로를 밝혀내는 데 주력하고 있습니다. 이러한 연구를 통해 알츠하이머병의 조기 진단 바이오마커 개발, 신약 후보물질의 효능 검증, 그리고 맞춤형 치료 전략 수립에 기여하고 있습니다. 궁극적으로는 치매의 예방 및 치료법 개발을 목표로, 기초연구와 임상적용을 연결하는 중개연구(Translational Research)에 앞장서고 있습니다.

본 연구실은 신경세포 보호와 시냅스 기능 회복을 위한 다양한 신경생물학적 치료 전략을 개발하고 있습니다. 대표적으로, 플로로글루시놀, 뉴레귤린-1, 미노사이클린, 니코틴아마이드 등 천연물 및 신약 후보물질의 신경보호 효과를 동물모델과 세포모델에서 검증하고, 이들의 작용기전을 분자 및 세포 수준에서 규명합니다. 또한 microRNA-188-5p, miR-29b 등 microRNA의 발현 조절을 통해 시냅스 기능 저하 및 신경세포 사멸을 억제하는 새로운 치료법을 제시하고 있습니다. 특히, 신경염증, 산화적 스트레스, 미토콘드리아 기능 이상 등 다양한 병리적 자극에 대한 신경세포의 방어기전을 분석하고, STAT3, Nurr1, S100A9 등 주요 신호전달 경로의 조절을 통한 신경보호 효과를 입증하고 있습니다. 이와 더불어, 신경줄기세포 및 유도만능줄기세포(iPSC) 유래 신경세포의 이식, 성장인자 및 신경영양인자 활용 등 재생의학적 접근도 적극적으로 시도하고 있습니다. 이러한 연구는 알츠하이머병, 파킨슨병, 자폐스펙트럼장애 등 다양한 신경퇴행성 및 신경발달질환에서 신경세포의 손상을 최소화하고, 시냅스 연결망의 회복을 촉진하는 혁신적 치료법 개발에 중요한 기반을 제공합니다. 궁극적으로는 환자 맞춤형 신경보호 및 재생치료 전략의 임상적 적용을 목표로 하고 있습니다.