이 연구 주제는 교모세포종을 비롯한 악성 뇌종양에서 종양의 시작, 재발, 치료 저항성의 핵심 원인으로 작용하는 뇌종양 줄기세포의 형성과 유지 원리를 분자 수준에서 규명하는 데 초점을 둔다. 연구실의 논문들은 ID4, ID3, SOX2, MET와 같은 조절 인자들이 정상 성상세포 또는 종양세포의 탈분화와 줄기성 획득을 어떻게 유도하는지 체계적으로 보여준다. 특히 종양세포가 단순히 증식하는 집단이 아니라, 자가재생능과 분화 가소성을 지닌 세포군을 포함한다는 점에 주목하여 뇌종양의 이질성과 악성화 메커니즘을 설명한다. 구체적으로 이 연구는 ID4-miR-9*-SOX2 축, EGFR-AKT-Smad5-ID3 축, MET 신호전달과 같은 분자 경로를 통해 줄기성, 종양 개시능, 종양구 형성능, 방사선 및 항암제 저항성이 어떻게 강화되는지를 분석한다. 환자 유래 뇌종양 줄기세포와 동물모델, 유전자 발현 조절, shRNA 및 다양한 기능 실험을 활용해 특정 신호가 줄기세포 표현형의 획득과 유지에 필수적인지를 검증한다. 이러한 접근은 종양 내 특정 세포군이 왜 치료 후에도 살아남아 재발을 유도하는지 이해하는 데 매우 중요하다. 이 연구의 의의는 단순한 기전 규명에 그치지 않고, 실제 치료 표적 발굴로 이어진다는 점이다. 줄기세포성을 유지하는 핵심 신호를 억제하면 종양의 개시능과 재발 가능성을 함께 낮출 수 있기 때문에, 뇌종양 치료 패러다임을 종양 축소 중심에서 종양 근원세포 제거 중심으로 전환할 수 있다. 향후에는 환자 맞춤형 바이오마커와 연계해 줄기세포 표적 치료 전략을 정밀의료 형태로 확장할 가능성이 크다.

이 연구 주제는 악성 뇌종양이 성장하고 침윤하며 재발하는 과정에서 종양세포 내부의 신호전달과 종양미세환경, 특히 혈관주위 니치가 어떤 역할을 하는지 밝히는 데 중점을 둔다. 연구실은 EGFR, PDGFR, Notch, Jagged1, JICD1, NO 관련 신호들이 종양세포뿐 아니라 혈관내피세포와 상호작용하며 종양 악성도를 높인다는 점을 지속적으로 탐구해 왔다. 이는 뇌종양을 개별 암세포의 문제로만 보지 않고, 세포 간 신호 교환과 미세환경 재구성이 함께 작동하는 생태계로 이해하는 접근이다. 대표적으로 EGFR-AKT-Smad 신호가 ID3와 사이토카인 유도를 통해 뇌종양 줄기세포 형성과 혈관신생을 촉진하고, PDGFR-ID4-Notch 축이 혈관주위 니치에서 줄기세포성 유지와 혈관 성장에 동시에 기여한다는 점이 제시되었다. 최근 진행 중인 JAG1 intracellular domain (JICD1) 연구는 기존 Notch1 의존 모델을 넘어, 혈관내피세포에서 작동하는 새로운 신호전달 메커니즘을 발굴하려는 시도로 볼 수 있다. 이러한 연구는 종양세포와 내피세포가 서로를 지지하는 방식으로 악성화를 증폭시킨다는 사실을 분자적으로 설명한다. 이 분야의 파급효과는 매우 크다. 항암 치료가 종양세포만 공격해서는 충분하지 않으며, 종양이 스스로 생존에 유리한 혈관 구조와 니치를 재편하는 능력을 차단해야 한다는 점을 보여주기 때문이다. 따라서 본 연구는 항혈관신생 치료, 미세환경 표적 치료, 신호전달 억제제 개발을 연결하는 중요한 기반을 제공하며, 교모세포종과 같은 난치성 뇌종양에서 복합표적 치료전략 수립에 직접적으로 기여할 수 있다.

이 연구 주제는 종양생물학의 기초 발견을 실제 치료기술과 실험모델로 확장하는 중개연구 성격이 강하다. 연구실은 뇌종양 줄기세포를 선택적으로 사멸시키거나 분화 상태를 조절할 수 있는 화합물, 신호전달 억제제, 대사 기반 분화치료 전략을 개발하고 있으며, 이를 검증하기 위한 동물 및 세포 모델도 함께 구축하고 있다. 특히 뇌종양 줄기세포를 겨냥한 신규 조성물과 저분자 화합물 관련 특허는 연구실이 기초기전 발굴을 넘어 실질적인 치료 응용을 추구하고 있음을 보여준다. 현재 수행 중인 Jagged1-Notch 신호 표적 항암제 개발 과제는 암줄기세포 연구의 축적된 결과를 기반으로 혁신 신약 타겟의 타당성을 평가하는 대표 사례다. 또한 DHRS13, 레틴산, 미토콘드리아 대사와 연계된 암줄기세포 분화 가소성 연구는 종양세포를 직접 죽이는 것뿐 아니라 악성 줄기상태를 분화 방향으로 전환시키는 새로운 치료 개념을 제시한다. 여기에 나프토퀴논, 피라졸론 유도체, 혼합 추출물 등 다양한 후보 물질 연구가 더해지며, 암줄기세포의 지질대사와 세포사멸 조절을 활용한 복합 치료 전략이 형성되고 있다. 더불어 CRISPR/Cas9 기반 종양유전자 발현 벡터, TP53 표적 개 세포 모델, 종양 돼지 모델 관련 특허는 기존 설치류 모델의 한계를 보완할 수 있는 전임상 플랫폼 개발로 이어진다. 이러한 대동물 및 유전자편집 기반 모델은 종양 발생, 진행, 약물 반응을 사람과 더 유사한 조건에서 분석할 수 있게 해 준다. 결과적으로 이 연구는 표적 발굴, 약물 후보 검증, 전임상 모델 구축을 하나의 흐름으로 연결하여 차세대 항암 치료 개발의 실용적 기반을 마련한다.