이 연구실은 약물의 흡수, 분포, 대사, 배설을 포괄하는 약물동태학을 핵심 축으로 삼아, 약물이 체내에서 어떤 경로로 이동하고 표적 조직에 도달하는지를 정량적으로 이해하는 연구를 수행한다. 특히 약효 발현과 독성 발생을 좌우하는 생체장벽 투과 특성에 주목하며, 약물의 물리화학적 성질과 생체막 상호작용이 체내 노출도에 미치는 영향을 분석한다. 이러한 접근은 후보물질의 초기 평가뿐 아니라 제형 설계, 용법 설정, 비임상-임상 전환 연구에도 중요한 기반이 된다. 연구실의 최근 프로젝트는 혈액-뇌 장벽(BBB) 약물투과 측정 모델 개선에 집중되어 있으며, 기존 in vitro 모델보다 in vivo 상관성이 높은 세포기반 시스템 구축을 목표로 한다. 이를 위해 내피세포 배양 조건, 치밀이음 단백질 발현 조절, 전단응력 조건, 수송체 특성 등을 정밀하게 최적화하여 보다 사람 생리환경에 가까운 BBB 모사 플랫폼을 개발한다. 이러한 모델은 중추신경계 치료제 개발 과정에서 약물의 뇌 전달 가능성을 예측하는 데 유용하며, 동물실험 의존도를 낮추는 대안적 평가 도구로도 의미가 크다. 또한 이 연구 방향은 경구 항암제나 단백질 약물처럼 흡수 장벽이 큰 약물의 체내 거동 연구와도 긴밀히 연결된다. 연구실은 약물투과 데이터를 약동학 해석과 결합하여 제형 개선, 전달 효율 향상, 개인별 반응 차이 예측으로 확장할 수 있는 연구 기반을 구축하고 있다. 궁극적으로는 정밀한 약물투과 예측과 약동학적 해석을 통해 신약개발의 실패율을 낮추고, 보다 안전하고 효과적인 약물치료 전략 수립에 기여하는 것을 지향한다.

이 연구실은 주사제로 제한되어 있거나 생체이용률이 낮은 약물을 보다 편리하고 효율적으로 투여할 수 있도록 경구 약물전달 시스템을 연구해 왔다. 대표적으로 경구 인슐린 전달용 자기조립 나노구조체와 경구 paclitaxel 제형의 흡수기전 연구는, 소화관 환경에서 불안정하거나 투과가 어려운 약물을 효과적으로 전달하기 위한 전략을 제시한다. 이는 환자 복약 순응도를 높이고 치료 접근성을 개선하는 데 매우 중요한 연구 분야이다. 연구실은 단순히 약물을 담는 전달체를 만드는 데 그치지 않고, 지질 기반 구조, 점막부착성, 용해도 개선, 장관 내 안정성, 흡수 촉진 메커니즘 등을 통합적으로 분석한다. DHP107의 흡수기전 연구처럼 제형이 장내에서 형성하는 구조적 특성과 생체막 상호작용을 밝힘으로써, 실제 체내 흡수 향상 원리를 규명하는 접근을 취한다. 이러한 연구는 난용성 약물, 고분자 약물, 항암제 등 다양한 약물군에 적용 가능하며, 차세대 경구 제제 설계의 과학적 근거를 제공한다. 나아가 이 연구는 제형학과 약물동태학, 약리학을 연결하는 융합적 성격을 가진다. 동일한 유효성분이라도 전달체와 제형 설계에 따라 치료효과와 부작용 프로파일이 크게 달라질 수 있기 때문에, 전달기술의 고도화는 임상적 가치가 매우 높다. 연구실의 성과는 경구 제형의 한계를 극복하는 플랫폼 기술로 발전할 수 있으며, 당뇨병·암·만성질환과 같은 장기 치료 영역에서 환자 친화적 약물치료를 실현하는 데 기여할 수 있다.

이 연구실은 약물의 체내 이동뿐 아니라 세포와 조직 수준에서 나타나는 약물작용 기전을 규명하는 연구도 함께 수행한다. 암세포에서 p53 acetylation이 Taxol 유도 세포사멸을 증진한다는 연구는 항암제 감수성과 세포사멸 조절 네트워크를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다. 또한 종양 표지자인 soluble CD40 ligand의 임상적 의의를 분석한 연구는 질환 진단과 예후 예측에서 약리학적 바이오마커의 가능성을 보여준다. 이러한 기전 연구를 뒷받침하기 위해 연구실은 의약품 분석과 바이오분석 역량을 적극적으로 축적해 왔다. LC-MS/MS를 활용한 혈청 및 혈장 유리 아미노산 정량분석 특허는 복잡한 생체시료에서 매트릭스 효과를 줄이고 회수율을 높이는 전처리 기술을 제시하며, 진단 및 약물반응 평가의 정확도를 향상시킨다. 의약품분석학 및 계산 관련 저서 활동 역시 연구실이 분석기술, 정량평가, 약물 데이터 해석에 강점을 가지고 있음을 보여준다. 결과적으로 이 연구실의 바이오분석 기반 연구는 약물후보물질의 효능·안전성 평가, 임상 바이오마커 발굴, 약물반응 예측, 정밀의료 적용 가능성까지 폭넓게 연결된다. 약리학적 기전 이해와 정량분석 기술이 결합될 때 신약개발 과정은 더 정밀하고 재현성 있게 설계될 수 있다. 연구실은 이러한 통합적 접근을 통해 기초 약리 연구와 실제 임상·산업 응용 사이의 간극을 줄이는 데 기여하고 있다.