이 연구실은 신경해부학과 조직학적 분석을 기반으로 정상 뇌 발달 과정과 노화·스트레스·독성 노출에 의해 유발되는 퇴행성 변화를 정밀하게 규명하는 연구를 수행한다. 특히 소뇌와 해마 등 인지 및 운동 기능과 밀접한 뇌 영역을 중심으로 세포 수준의 구조 변화, 신경회로 손상, 조직학적 이상 소견을 체계적으로 관찰하여 질환 기전을 해석하는 데 초점을 둔다. 해부학, 조직학, 발생학의 기초 역량을 바탕으로 뇌의 미세구조와 기능 이상을 연결하는 통합적 접근이 연구의 핵심이다. 구체적으로는 임신기 및 수유기 환경요인, 고지방 식이, 납과 같은 중금속 노출, 노화 유도 자극 등이 후대의 뇌 발달에 미치는 영향을 동물모델에서 분석한다. 소뇌 발달 연구에서는 푸르킨예 세포의 변성, 시냅스 형성 저하, 수초화 손상, 염증 반응 증가, 산화스트레스 경로의 활성화 등을 지표로 활용하여 발달기 신경독성의 형태학적·분자생물학적 특징을 확인한다. 이러한 연구는 단순한 구조 관찰을 넘어, 뇌 기능 저하와 연결되는 세포·분자 수준의 병리 변화를 해석하는 데 중요한 의미를 가진다. 또한 본 연구는 노화와 스트레스가 결합된 복합 퇴행성 뇌 모델을 확립하고, 이를 통해 질환 관련 표적 분자를 발굴하며 보호 물질의 효능을 검증하는 방향으로 확장되고 있다. 비타민 C, 타우린, 세포유래 물질 등 다양한 후보 보호인자의 가능성을 검토함으로써 기초 해부학 연구를 치료 전략 탐색으로 연결하려는 시도가 이루어지고 있다. 따라서 이 주제는 신경계의 구조적 이해를 바탕으로 노화성·퇴행성 뇌질환의 예방과 중재 가능성을 제시하는 중요한 연구 축이라고 할 수 있다.

이 연구실의 또 다른 핵심 주제는 환경 유해인자와 대사성 위험요인이 뇌 발달 및 신경계 항상성에 미치는 복합적 영향을 밝히는 것이다. 특히 납 노출과 고지방 식이처럼 현실적으로 동시에 존재할 수 있는 위험요인이 신경조직에 어떤 상호작용을 일으키는지 분석하여, 단일 요인 연구를 넘어서는 복합 신경독성 기전을 탐색한다. 이러한 접근은 환경보건, 발생독성, 신경병리학을 연결하는 융합형 연구로서 의미가 크다. 연구에서는 산화스트레스, 염증 반응, 시냅스 손상, 신경세포 생존 저하, 수초화 이상 등을 주요 병리 지표로 삼는다. 예를 들어 발달기 소뇌 연구에서는 Nrf2-HO1 신호계의 변화, 내인성 항산화 체계의 소모, 면역반응 증가, 푸르킨예 세포의 형태학적 손상 등이 함께 평가되며, 이를 통해 독성 자극이 신경발달을 방해하는 경로를 다층적으로 설명한다. 이러한 결과는 단순히 조직 손상의 존재를 확인하는 수준을 넘어, 왜 특정 시기와 특정 뇌 영역이 취약한지를 해석하는 근거를 제공한다. 향후 이 연구는 임신기·수유기 노출, 대사질환, 비만, 만성 스트레스 등 다양한 위험요인의 조합이 신경계에 미치는 장기적 영향을 예측하는 데 활용될 수 있다. 더 나아가 조기 노출에 따른 신경발달 장애와 성인기 인지기능 저하를 연결하는 생물학적 지표를 찾는 데도 기여할 가능성이 높다. 즉, 본 주제는 뇌 손상의 예방 전략 수립과 취약 집단 보호를 위한 기초 자료를 제공하는 동시에, 환경 및 영양 요인을 고려한 정밀 의생명 연구의 기반을 형성한다.

이 연구실은 해마를 중심으로 한 단백질체 변화와 시냅스 가소성 조절 기전을 분석하여 기억, 학습, 신경재생과 관련된 분자 네트워크를 규명하는 연구도 수행하고 있다. 해마는 인지기능과 정서 조절에서 핵심적인 역할을 담당하는 영역으로, 대사질환이나 약물 처치에 민감하게 반응한다. 연구실은 해마 조직 내 단백질 발현 변화를 체계적으로 분석하여 기능 변화의 분자적 기반을 이해하고자 한다. 이를 위해 2차원 전기영동, 질량분석, 면역조직화학, 웨스턴 블롯 등의 방법을 활용하여 단백질 발현 패턴과 세포 내 분포를 정밀하게 평가한다. 제2형 당뇨병 동물모델에서 해마 단백질 수준의 변화를 분석하거나, 엔타카폰 투여 후 시냅스 소포 이동과 관련된 단백질 발현 증가를 확인하는 연구는 이 연구 축을 잘 보여준다. 특히 dynamin 1, synapsin I, Munc18-1과 같은 시냅스 소포 수송 및 방출 관련 분자는 시냅스 전달 효율과 가소성 유지에 중요한 표지자로 활용된다. 이러한 연구는 해마 기능장애가 나타나는 퇴행성 신경질환, 대사성 뇌질환, 약물 반응성 평가에 넓게 응용될 수 있다. 단백질체 기반 접근은 병리 변화를 조기에 포착하고, 치료 후보물질이 실제로 시냅스 기능 회복에 기여하는지를 검증하는 데 유용하다. 따라서 본 주제는 형태학적 분석과 분자 수준의 기전을 연결하여, 신경계 질환의 이해와 중재 전략 개발을 동시에 가능하게 하는 중요한 연구 분야라 할 수 있다.