성균관대학교 자연과학캠퍼스 생명과학과 임화선 교수 연구실(NEPLab)은 유전학, 후성유전학, 분자생물학, 생리활성물질 연구 등 다양한 생명과학 분야를 융합적으로 연구하는 선도적 연구실입니다. 본 연구실은 유전자 및 후성유전적 조절 메커니즘을 심층적으로 탐구하여, 암, 생식기 질환, 대사질환 등 다양한 질환의 발병 원인과 치료 타겟을 규명하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 차세대 염기서열 분석, 단일세포 분석 등 첨단 오믹스 기술을 적극적으로 도입하여, 세포 및 조직 수준에서의 미세한 분자적 변화를 정밀하게 분석하고 있습니다.
또한, 기능성 식의약소재 개발과 생리활성물질의 질환 예방 및 치료 효능 검증에 많은 연구 역량을 집중하고 있습니다. 천연물, 해양생물, 식물 추출물 등 다양한 소재를 활용하여, in vitro 및 in vivo 실험을 통해 암, 자궁내막증, 난소암, 대사질환 등 다양한 질환에 대한 예방 및 치료 효과를 과학적으로 입증하고 있습니다. 이러한 연구 결과는 다수의 특허 출원과 기술 이전, 산업체 협력으로 이어지며, 실제 건강기능식품 및 의약품 개발에 실질적인 기여를 하고 있습니다.
연구실은 제브라피쉬 동물모델을 활용한 환경 독성 및 발달 독성 연구도 활발히 수행하고 있습니다. 미세플라스틱, 환경오염물질, 식품 독소 등 다양한 외부 유해물질이 생체에 미치는 영향을 분자생물학적, 조직학적, 생화학적 방법으로 분석하여, 독성물질의 건강 위험성 평가와 안전 기준 마련에 중요한 과학적 근거를 제공하고 있습니다. 특히, 제브라피쉬의 발생과정과 장기별 독성 반응을 정밀하게 추적함으로써, 환경보건 및 신약 개발 분야에 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다.
이외에도, 세포신호전달, 암 진단 및 치료를 위한 병리학적 조절 메커니즘, 생리활성물질의 임상 적용 가능성 등 다양한 연구 주제를 다루고 있습니다. 다학제적 접근과 최신 연구기법을 바탕으로, 국내외 학계 및 산업계에서 높은 평가를 받고 있으며, 다수의 논문, 특허, 산학협력 성과를 창출하고 있습니다.
궁극적으로 본 연구실은 생명현상의 근본 원리를 밝히고, 이를 기반으로 한 맞춤형 치료법, 질환 예방 및 건강 증진을 위한 혁신적 솔루션을 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 미래 바이오헬스 산업의 발전과 인류 건강 증진에 기여하는 글로벌 리더 연구실로 자리매김하고 있습니다.
우리 연구실은 생명현상의 근본적인 이해를 위해 유전학적 및 후성유전학적 기전을 심도 있게 연구하고 있습니다. 유전학적 연구는 유전자 발현 조절, 돌연변이, 유전자 네트워크 분석 등을 포함하며, 다양한 생명현상과 질환의 원인을 밝히는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 동물 모델과 세포주를 활용하여 특정 유전자의 기능을 규명하고, 이들이 생체 내에서 어떻게 작동하는지 체계적으로 분석합니다.
후성유전학적 연구는 DNA 메틸화, 히스톤 변형, 비암호화 RNA 등 유전자 발현을 조절하는 다양한 후성유전적 요소들을 다룹니다. 이를 통해 환경적 요인이나 외부 자극이 유전자 발현에 미치는 영향을 규명하고, 질환 발생과 연관된 후성유전적 변화를 밝히고자 합니다. 최근에는 차세대 염기서열 분석(NGS) 및 단일세포 분석 기술을 적용하여, 세포 수준에서의 미세한 후성유전적 변화를 정밀하게 추적하고 있습니다.
이러한 연구는 암, 생식기 질환, 대사질환 등 다양한 질환의 발병 기전 해석과 새로운 치료 타겟 발굴에 중요한 기초 자료를 제공합니다. 궁극적으로는 유전 및 후성유전 정보를 기반으로 한 맞춤형 치료법 개발과 질환 예측, 예방에 기여하는 것을 목표로 하고 있습니다.
기능성 식의약소재 개발 및 생리활성물질의 질환 예방·치료 효능 연구
본 연구실은 기능성 식의약소재의 개발과 생리활성물질의 질환 예방 및 치료 효능 검증에 주력하고 있습니다. 다양한 천연물 및 해양생물 유래 물질, 식물 추출물 등을 대상으로 in vitro(세포 수준) 및 in vivo(동물 모델) 실험을 통해 생리활성 평가를 수행합니다. 이를 통해 각 물질이 암, 염증성 질환, 대사질환, 생식기 질환 등 다양한 질환에 미치는 영향을 과학적으로 규명하고 있습니다.
특히, 생리활성물질이 세포 내 신호전달 경로, 후성유전학적 조절, 산화스트레스, 염증 반응 등에 미치는 효과를 다각적으로 분석합니다. 이를 바탕으로 질환의 예방 및 치료에 효과적인 신규 소재를 발굴하고, 임상 적용이 가능한 프로토콜을 개발하는 데 집중하고 있습니다. 최근에는 자궁내막증, 난소암, 유방암 등 여성 생식기 질환에 특화된 기능성 소재 개발과 그 작용 기전 규명에 많은 성과를 내고 있습니다.
이러한 연구는 특허 출원 및 기술 이전, 산업체와의 협력 연구로도 이어지고 있으며, 실제 건강기능식품, 의약품, 임상 진단 및 치료제 개발에 실질적인 기여를 하고 있습니다. 궁극적으로는 국민 건강 증진과 미래 바이오헬스 산업 발전에 이바지하는 것을 목표로 하고 있습니다.
제브라피쉬 모델을 활용한 환경 독성 및 발달 독성 메커니즘 연구
연구실은 제브라피쉬 형질전환 동물모델을 활용하여 환경오염물질, 식품 독소, 미세플라스틱 등 다양한 외부 유해물질이 생체에 미치는 독성 및 발달 장애 메커니즘을 연구하고 있습니다. 제브라피쉬는 발생과정이 투명하고 유전적 조작이 용이하여, 독성 평가 및 발달생물학 연구에 매우 적합한 모델로 활용되고 있습니다.
주요 연구 내용은 환경 독성물질이 제브라피쉬의 심장, 간, 신경계, 생식기관 등 주요 장기의 발생과 기능에 미치는 영향을 분석하는 것입니다. 세포사멸, 산화스트레스, 미토콘드리아 기능 이상, 칼슘 항상성 붕괴 등 세포 내 신호전달 경로의 변화와 조직 손상 기전을 분자생물학적, 조직학적, 생화학적 방법으로 규명합니다. 또한, 독성물질에 의한 후성유전학적 변화와 장기적 건강 영향도 심층적으로 연구하고 있습니다.
이러한 연구는 환경 독성물질의 인체 건강 위험성 평가, 안전 기준 설정, 신약 및 치료제 개발에 중요한 과학적 근거를 제공합니다. 더불어, 환경보건 정책 수립과 사회적 이슈 대응에도 적극적으로 기여하고 있습니다.
