우리 연구실은 운동이 신체 내 다양한 기관, 특히 근육과 뼈 사이의 상호작용을 어떻게 조절하는지에 대한 분자적 기전을 심층적으로 탐구하고 있습니다. 운동 시 근육과 뼈는 단순히 기계적 자극을 받는 것에 그치지 않고, 각각의 조직에서 다양한 호르몬과 단백질(마이오카인, 오스테오카인 등)을 분비하여 서로의 기능과 신체 전체의 항상성에 영향을 미칩니다. 최근 연구에 따르면, 근육에서 분비되는 마이오카인은 뼈의 대사와 재생에 중요한 역할을 하며, 뼈 역시 오스테오카인을 통해 근육 및 다른 기관에 신호를 전달합니다. 본 연구실은 iSLET(in situ Secretory Protein Labeling via ER-anchored TurboID) 등 첨단 분자생물학적 기법을 활용하여 생체 내에서 운동에 의해 분비되는 단백질을 실시간으로 추적하고, 이들이 신체 내에서 어떠한 신호전달 네트워크를 형성하는지 규명하고 있습니다. 이를 통해 운동이 전신 건강에 미치는 긍정적 효과의 분자적 근거를 밝히고, 새로운 치료 타겟을 발굴하고자 합니다. 이러한 연구는 근골격계 질환, 대사질환, 노화 및 신경계 질환 등 다양한 질환의 예방과 치료 전략 개발에 중요한 기초 자료를 제공합니다. 특히, 운동에 의해 유도되는 분비체의 정체와 기능을 밝힘으로써, 맞춤형 운동 처방 및 신약 개발 등 미래 의생명과학 분야의 혁신적 발전에 기여하고 있습니다.

우주 환경과 같은 미세중력 조건에서는 근육과 뼈의 기계적 자극이 현저히 감소하여, 근감소증과 골다공증이 빠르게 진행됩니다. 본 연구실은 무작위 위치 변환기(random positioning machine) 등 특수 장비를 활용하여 미세중력 환경을 모사하고, 이러한 환경에서 근육과 뼈 세포가 어떻게 변화하는지, 그리고 이 변화가 대사질환과 어떤 연관성을 가지는지 분자적 수준에서 분석하고 있습니다. 특히, 미세중력 조건에서 분비되는 근육 및 뼈 유래 인자들이 신체 내 다른 기관에 미치는 영향과, 이로 인해 발생하는 대사적 불균형 및 질환 발생 기전을 규명하는 데 중점을 두고 있습니다. 이를 위해 단백질체학, 대사체학, 세포생물학적 분석 등 다양한 첨단 연구 방법을 통합적으로 적용하고 있습니다. 이 연구는 우주 탐사 시대에 필수적인 건강관리 전략 수립뿐만 아니라, 지상에서 발생하는 노화, 근감소증, 골다공증, 대사질환 등 다양한 질환의 새로운 치료법 개발에도 중요한 시사점을 제공합니다. 또한, 미세중력 환경에서의 생체 반응을 이해함으로써, 극한 환경에서의 생명 유지 및 적응 메커니즘을 밝히는 데 기여하고 있습니다.

운동 시 근육에서 분비되는 대표적인 호르몬인 이리신(irisin)은 최근 다양한 연구를 통해 뼈, 지방, 뇌 등 여러 기관의 기능 조절에 핵심적인 역할을 하는 것으로 밝혀지고 있습니다. 본 연구실은 이리신을 비롯한 운동 유래 호르몬이 어떻게 대사 항상성, 골대사, 인지기능 및 신경계 건강에 영향을 미치는지 분자적·세포적 수준에서 체계적으로 연구하고 있습니다. 특히, 이리신이 인테그린 수용체와 결합하여 신호전달을 유도하고, 뼈의 리모델링, 지방세포의 분화, 뇌 내 아밀로이드-베타 감소 등 다양한 생리적 효과를 나타내는 기전을 규명하고 있습니다. 또한, 이리신의 결핍 또는 과발현이 대사질환, 골질환, 신경퇴행성 질환(예: 알츠하이머병) 등에 미치는 영향을 동물모델 및 세포모델을 통해 분석하고 있습니다. 이러한 연구는 운동이 단순한 신체활동을 넘어, 분자적 신호전달 네트워크를 통해 전신 건강을 증진시키는 근거를 제시합니다. 더 나아가, 운동 유래 호르몬을 활용한 신약 개발 및 질환 맞춤형 치료 전략 수립에도 중요한 기초 자료를 제공하고 있습니다.