종양 줄기세포(Cancer Stem Cells, CSCs)는 종양의 발생, 성장, 재발 및 치료 저항성에 핵심적인 역할을 하는 세포 집단입니다. 본 연구실에서는 다양한 분자생물학적, 세포생물학적 기법을 활용하여 종양 줄기세포의 생성 기전과 그 특성을 심층적으로 분석하고 있습니다. 특히, ID1, ID4, LMO2, SOX2, OCT4 등 주요 전사인자와 신호전달 경로가 종양 줄기세포의 자기재생, 분화, 종양 형성능에 미치는 영향을 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 뇌종양(특히 교모세포종)에서 종양 줄기세포가 어떻게 발생하고, 종양 미세환경과의 상호작용을 통해 악성화 및 치료 저항성을 획득하는지에 대한 분자적 메커니즘을 밝히는 데 중점을 두고 있습니다. 예를 들어, Notch, Wnt, SHH, STAT3, JAK2, PDGF-NO-ID4 축 등 다양한 신호전달 경로가 종양 줄기세포의 유지와 재프로그래밍에 관여함을 밝혀내고, 이들 신호의 조절을 통한 종양 줄기세포의 표적화 가능성을 제시하고 있습니다. 또한, 종양 줄기세포의 이질성, 가소성, 그리고 종양 미세환경(혈관, 면역세포, 염증 반응 등)과의 상호작용이 종양의 악성화와 재발에 미치는 영향에 대한 연구도 활발히 진행 중입니다. 이러한 연구 결과는 기존 항암 치료의 한계를 극복하고, 종양 줄기세포를 표적으로 하는 새로운 치료 전략 개발에 중요한 기초 자료를 제공하고 있습니다.

Jagged1-Notch 신호전달 경로는 종양의 성장, 혈관 신생, 침윤 및 치료 저항성에 중요한 역할을 하는 분자적 네트워크입니다. 본 연구실은 Jagged1의 세포내 도메인(JICD1)이 뇌종양, 특히 교모세포종에서 어떻게 활성화되고, 종양 줄기세포의 특성 및 종양의 악성화에 기여하는지에 대해 심도 있게 연구하고 있습니다. JICD1이 SMAD3, DDX17 등과 복합체를 형성하여 TWIST1, SOX2 등 EMT 및 줄기세포 관련 유전자 발현을 조절함을 규명하였으며, 이러한 신호가 종양의 침윤성과 치료 저항성을 촉진함을 밝혔습니다. 또한, Jagged1-Notch 신호의 활성화가 종양 혈관 신생, 종양 미세환경 조성, 그리고 항암제 및 방사선 치료에 대한 내성 획득에 미치는 영향에 대해 다양한 동물모델과 환자 유래 세포주를 활용하여 연구하고 있습니다. 특히, Notch 신호 억제제와 STAT 신호 억제제의 병용 투여가 종양 성장 억제 및 세포사멸 유도에 효과적임을 입증하였으며, Jagged1-Notch 신호를 표적으로 하는 신규 항암제 개발 연구도 병행하고 있습니다. 이러한 연구는 뇌종양의 분자적 병태생리 이해를 심화시키는 동시에, Jagged1-Notch 신호를 표적으로 하는 맞춤형 치료 전략 개발에 실질적인 기여를 하고 있습니다. 나아가, Jagged1-Notch 신호의 조절을 통한 종양 줄기세포의 특성 변화 및 종양 미세환경 재구성이 뇌종양 치료의 새로운 패러다임이 될 수 있음을 제시하고 있습니다.