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홍인선 연구실

가천대학교 의과대학

홍인선 교수

Cancer Stem Cells

Stem cells

Hypoxia

홍인선 연구실

의과대학 홍인선

홍인선 연구실은 생식의학 및 내분비 질환 치료를 위한 줄기세포 기반 조직공학과 재생의학 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 자궁내막, 난소, 고환 등 생식기관의 손상 및 기능 저하에 대응하기 위해, 다양한 줄기세포(특히 자궁내막 줄기세포, 중간엽 줄기세포 등)를 활용한 3차원 조직 모델, 바이오칩, 맞춤형 조직 어셈블리 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해 난임, 자궁내막증, 자궁근종, 자궁내막암 등 다양한 여성 생식기 질환의 치료와 임신 성공률 향상에 기여하고 있습니다. 특히, 본 연구실은 3D 프린팅, 미세유체 칩, 바이오소재(콜라겐, 히알루론산 등) 기술을 융합하여 실제 인체 생식기관의 복잡한 구조와 기능을 모사하는 인공 조직 및 바이오칩 플랫폼을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 모듈화된 레고블록 방식의 미세티슈 블록 조립, 혈액 응고 인자를 이용한 3D 인공 자궁내막 제작, 자궁-난소 바이오칩, 고환 조직 바이오칩, 시상하부-뇌하수체 바이오칩 등 다양한 특허와 연구성과를 보유하고 있습니다. 이러한 기술은 신약 독성 평가, 생식기관 질환 모델링, 환자 맞춤형 재생치료 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있습니다. 또한, 본 연구실은 줄기세포의 면역 기억(memory) 및 환경 적응 메커니즘에 대한 선도적 연구를 통해, 조직에 상주하는 줄기세포가 반복적인 항원, 독성물질, 스트레스 등에 노출될 때 기억 기능을 형성하고, 조직 항상성 및 재생능을 유지하는 원리를 규명하였습니다. ANGPTL4, SERPINB2 등 특정 분자가 줄기세포의 기억 형성 및 기능 조절에 핵심적인 역할을 하며, 이러한 연구는 만성 질환, 환경 독성, 암 등 다양한 임상적 문제 해결에 새로운 접근법을 제시하고 있습니다. 더불어, 암 줄기세포(CSCs) 표적 치료, 조직공학 기반 독성평가 플랫폼, 신경내분비계-생식계 바이오칩 개발 등 다학제적 융합연구를 통해 생식의학, 내분비학, 재생의학, 암생물학 등 다양한 분야에서 혁신적인 연구성과를 창출하고 있습니다. 다양한 국내외 연구과제, 특허, 논문, 학회 발표를 통해 연구실의 우수성을 입증하고 있으며, 실제 임상 적용을 위한 translational research에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 향후 본 연구실은 줄기세포와 조직공학, 바이오칩, 후성유전학, 면역학 등 첨단 융합기술을 바탕으로, 생식의학 및 내분비 질환 치료의 새로운 패러다임을 제시하고, 환자 맞춤형 재생의료 및 미래형 생식건강 증진에 기여하고자 합니다.

Cancer Stem Cells
Stem cells
Hypoxia
생식의학 및 내분비 질환 치료를 위한 줄기세포 기반 조직공학
본 연구실은 여성 생식기관의 재생과 치료를 위한 줄기세포 및 조직공학 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 자궁내막, 난소, 고환 등 생식기관의 손상이나 기능 저하로 인한 불임, 생식기 질환, 내분비 이상에 대응하기 위해, 다양한 줄기세포(특히 자궁내막 줄기세포, 중간엽 줄기세포 등)를 활용한 3차원 조직 모델 및 바이오칩을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 환자 맞춤형 조직 재생 및 기능 회복을 목표로 하며, 다양한 생체적합성 및 생분해성 바이오소재(콜라겐, 히알루론산 등)와 3D 프린팅, 미세유체 칩 기술을 융합하여 인체 생식기관의 복잡한 구조와 기능을 모사하는 데 주력하고 있습니다. 특히, 자궁내막 줄기세포의 자가 재생 능력과 다중 분화능을 활용하여, 손상된 자궁내막의 재생 및 임신 성공률 향상을 위한 인공 자궁내막(3D stem cell-laden artificial endometrium) 개발에 성공하였으며, 실제 동물 모델에서 임신 및 출산까지 유도하는 성과를 거두었습니다. 또한, 모듈화된 레고블록 방식의 미세티슈 블록 조립, 맞춤형 조직 어셈블리, 혈액 응고 인자를 이용한 3D 인공 자궁내막 제작 등 혁신적인 조직공학적 접근법을 통해 환자 맞춤형 치료 플랫폼을 확장하고 있습니다. 이러한 연구는 난임, 자궁내막증, 자궁근종, 자궁내막암 등 다양한 여성 생식기 질환의 치료뿐만 아니라, 생식기관의 독성 평가, 신약 개발, 재생의료 임상 적용 등 폭넓은 분야에 기여하고 있습니다. 앞으로도 줄기세포와 조직공학의 융합을 통해 생식의학 및 내분비 질환 치료의 새로운 패러다임을 제시하고자 합니다.
줄기세포의 면역 기억 및 환경 적응 메커니즘 연구
본 연구실은 줄기세포가 면역세포와 유사하게 외부 항원에 반복적으로 노출될 때 기억 기능(memory function)을 형성하는지에 대한 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다. 최근 연구를 통해, 자궁내막 등 조직에 상주하는 줄기세포가 연속적인 항원 노출에 대해 내성을 획득하고, 조직 항상성 및 재생능을 유지하는 '비면역세포 기반 기억 메커니즘'이 존재함을 규명하였습니다. 이 과정에서 ANGPTL4, SERPINB2 등 특정 분자가 줄기세포의 기억 형성 및 기능 조절에 핵심적인 역할을 한다는 사실을 밝혀냈습니다. 이러한 줄기세포의 기억 기능은 반복적인 손상, 감염, 환경 독성물질(미세먼지, 화학물질 등) 노출에 대한 조직의 적응력과 재생능을 결정짓는 중요한 요소로 작용합니다. 실제로, ANGPTL4 신호전달 경로, 히스톤 메틸화 등 후성유전학적 조절, PI3K/Akt 및 FAK/ERK1/2 신호전달 경로가 줄기세포의 기억 형성과 기능 유지에 관여함을 동물모델과 세포실험을 통해 입증하였습니다. 또한, SERPINB2는 독성물질 및 발암물질에 대한 줄기세포의 반응성, 암 줄기세포의 종양형성능 예측 등 다양한 분야에서 바이오마커로 활용되고 있습니다. 이 연구는 줄기세포 기반 재생의학의 한계를 극복하고, 반복적 환경 스트레스에 강인한 조직 재생 플랫폼을 구축하는 데 중요한 기초를 제공합니다. 더 나아가, 줄기세포의 면역 기억 기능을 조절함으로써 난임, 만성 자궁내막질환, 환경독성에 의한 생식기 손상 등 다양한 임상적 문제 해결에 기여할 수 있습니다.
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CD44-targeted nanoparticles for remodeling the tumor microenvironment in a 3D macrophage-embedded ovarian cancer model with stem cell-like features
Shrestha, Samjhana, Giri, Anil, Shrestha, Prabhat, Kweon, Seho, Kwon, Taeg Kyu, Kang, Jong-Sun, Jeong, Jee-Heon, Kim, Ha Rin, Yook, Simmyung, Hong, In-Sun
International Journal of Pharmaceutics, 202504
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Advances in biomaterials-based tissue engineering for regeneration of female reproductive tissues
Kim, Hyung-Sik, Hong, In-Sun, Kim, Yong Ho
BIOFABRICATION, 202504
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HDAC6 inhibitor-loaded brain-targeted nanocarrier-mediated neuroprotection in methamphetamine-driven Parkinson`s disease
Pham, Khang-Yen, Khanal, Shristi, Bohara, Ganesh, Rimal, Nikesh, Song, Sang-Hoon, Nguyen, Thoa Thi Kim, Cho, Jinkyung, Kang, Jong-Sun, Lee, Sooyeun, Choi, Dong-Young, Yook, Simmyung, Hong, In-Sun
REDOX BIOLOGY, 202502
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[D] 미토콘드리아를 이용해 치료 효능이 대폭 향상된 다양한 (줄기) 세포들을 탑재한 인공 자궁 내막 개발
한국연구재단
2024년 09월 ~ 2025년 08월
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혈액 응고 인자를 활용한 3차원 인공 자궁 내막 제작
한국연구재단
2023년 10월 ~ 2024년 02월
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3D 프린터용 복합 자궁 내막 세포주 확립 및 동물 모델 기반 난임 치료 효능 평가
한국보건산업진흥원
2023년 ~ 2023년 12월