김연수 연구실은 만성콩팥병(CKD)과 급성신손상(AKI)의 발생 기전, 진행 과정, 그리고 AKI에서 CKD로 이행되는 병태생리를 심층적으로 규명하는 연구를 수행한다. 특히 신장 기능 저하가 단순한 장기 기능 감소에 그치지 않고 전신 염증, 대사 이상, 심혈관 합병증과 연결된다는 점에 주목하여, 신장 손상의 분자적 원인과 임상적 결과를 통합적으로 이해하려는 접근을 취하고 있다. 연구실의 논문과 프로젝트를 보면 당뇨병성 신질환, 만성신부전, 사구체질환 등 다양한 신장질환 스펙트럼을 포괄하면서 실제 환자 진료와 연결되는 문제 해결형 연구를 지속해 왔음을 알 수 있다. 이 연구의 핵심 축 가운데 하나는 STAT3 신호전달계와 그 이성질체 조절이다. 연구실은 STAT3 alpha와 beta의 차별적 기능이 신장 염증, 섬유화, 세포 손상 회복, 그리고 조직 재생 과정에 어떻게 작용하는지를 규명하고, 이를 선택적으로 조절하는 압타머 기반 접근을 통해 새로운 치료 가능성을 탐색하고 있다. 더 나아가 그래핀 기반 약물전달체와 이식형 스캐폴드를 활용하여 치료 물질을 신장 병변 부위에 국소적으로 전달하고 조직 재생을 유도하는 플랫폼 개발도 진행하고 있어, 기초 분자생물학과 재생의학, 나노기술이 융합된 형태의 신장질환 연구로 확장되고 있다. 이러한 연구는 신장 손상의 조기 차단과 질환 진행 억제라는 임상적 목표를 향해 직접 연결된다. 급성 손상 이후 만성 섬유화로 진행하는 경로를 효과적으로 차단할 수 있다면 투석이나 이식으로 이어지는 말기신부전을 줄일 수 있으며, 환자의 장기 예후와 삶의 질 개선에도 큰 기여를 할 수 있다. 앞으로 이 연구는 분자 표적치료, 정밀 약물전달, 조직재생 전략을 결합한 차세대 신장질환 치료로 발전할 가능성이 높으며, 기존의 보존적 치료를 넘어 근본적인 병태생리 개입을 지향하는 점에서 중요한 의미를 가진다.

김연수 연구실은 신장이식을 중심으로 한 이식의학 분야에서도 오랜 기간 축적된 연구 역량을 보여준다. 저서와 학술활동, 초기 국제학회 발표 주제를 살펴보면 신장이식 환자의 면역반응, 공여자-수혜자 간 적합성, 이식 후 거부반응, 장기 생존율 향상 등의 문제를 꾸준히 탐구해 왔다. 특히 ‘새 콩팥과 살아가기’와 같은 저서를 통해 이식수술 전후 관리와 환자 교육까지 폭넓게 다루고 있어, 연구실의 관심이 단지 수술 자체가 아니라 이식 후 장기적인 환자 관리 체계 전반에 걸쳐 있음을 보여준다. 연구실의 이식 관련 학술 발표와 논문은 NKT 세포, IL-17, T 세포 조절, 수지상세포, 체액매개성 거부반응, 면역억제제 기전 등 면역학적 핵심 요소를 폭넓게 포괄한다. 이는 신장이식 성공 여부가 단순히 수술 기법만이 아니라, 수혜자의 면역반응을 얼마나 정교하게 조절하느냐에 달려 있다는 문제의식에 기반한다. 또한 tacrolimus와 관련된 이식 후 당뇨병 합병증 사례 연구처럼 면역억제 치료의 부작용과 대사적 안전성 문제도 함께 다루고 있어, 이식면역 조절과 환자 안전성을 동시에 고려하는 임상연구 성격이 강하다. 이 연구의 궁극적 목표는 장기 생존율 향상, 거부반응 감소, 면역억제제 최적화, 그리고 환자 맞춤형 이식관리 실현에 있다. 특히 만성 이식신 손상과 간질 섬유화 및 세뇨관 위축(IFTA) 진단 기술과 같은 특허는 이식 후 예후 예측을 정밀화하려는 연구실의 방향성을 잘 보여준다. 향후 이식면역 바이오마커, 분자진단, 개인별 면역억제 전략이 결합된다면 신장이식 분야에서 더 안전하고 지속 가능한 장기 관리 체계를 구축하는 데 중요한 기반이 될 것이다.

김연수 연구실은 신장질환을 보다 정확하고 부담 적게 진단하기 위한 비침습적 바이오마커 연구를 중요한 축으로 전개하고 있다. 대표적으로 사구체질환 감별진단용 바이오마커 특허는 소변 내 대사체 변화를 이용해 사구체신염의 원인질환을 구분하려는 시도를 담고 있으며, 이는 기존의 침습적 신장 조직검사를 대체하거나 보완할 수 있는 임상적 잠재력이 크다. 신장질환은 증상이 늦게 나타나고 병형이 다양하기 때문에, 혈액·소변 기반의 정밀 진단 기술은 조기 발견과 치료 전략 수립에 매우 중요하다. 연구실의 Nature Communications 논문에서 확인되듯이, 막성신병증의 유전구조를 분석하여 비침습적 진단 정확도를 높이려는 연구도 수행하고 있다. PLA2R1, HLA, NFKB1, IRF4와 같은 유전적 요인을 통해 질환 감수성과 분류 정확도를 높이는 접근은 기존의 혈청 항체 검사만으로는 포착하기 어려운 환자를 재분류하는 데 기여할 수 있다. 또한 유전자 변이, 인종별 효과 차이, 질환 위험도 설명 비율 등을 통합하는 방식은 신장질환 진단을 단일 표지자 중심에서 다중 오믹스 기반 정밀의료로 발전시키는 방향성과 맞닿아 있다. 이 연구는 향후 환자 맞춤형 진단과 예후예측 체계를 구축하는 데 핵심 기반이 된다. 조직검사 의존도를 낮추고, 유전정보·대사체·분자표지자를 융합한 진단 플랫폼이 정착되면 질환의 조기 발견, 치료 반응 예측, 불필요한 침습 검사 감소, 의료비 절감까지 기대할 수 있다. 특히 희귀 사구체질환이나 이식 후 합병증처럼 진단이 까다로운 영역에서 비침습 정밀진단은 매우 높은 임상적 가치를 가지며, 연구실은 이러한 전환을 선도하는 연구를 수행하고 있다고 볼 수 있다.

김연수 연구실은 신장질환을 독립된 장기 질환으로만 보지 않고, 심혈관질환·호흡기질환·당뇨병 등 전신질환과의 상호작용 속에서 분석하는 연구를 수행한다. 논문 목록에는 심방세동과 신기능의 인과관계, 폐쇄성 폐질환과 신기능의 양방향 관계, 제2형 당뇨병성 신질환 환자에서 메트포르민의 장기 효과 등이 포함되어 있으며, 이는 신장내과 임상에서 흔히 마주하는 복합질환 문제를 정밀하게 다루고 있음을 보여준다. 이러한 접근은 신장질환 환자에서 동반질환 관리가 예후를 결정하는 핵심 요소라는 점을 반영한다. 특히 멘델 무작위화 연구를 통해 심방세동이 신기능 저하의 원인 인자일 수 있음을 제시하거나, 신기능 저하가 폐쇄성 폐질환 발생에 기여할 수 있음을 분석한 점은 관찰연구의 한계를 넘어서 인과 추론을 강화한 사례다. 또한 비심장 수술 후 급성신부전 발생 위험도 예측 시스템 특허는 실제 의료현장에서 환자 위험도를 사전에 평가하고 예방 전략을 세우기 위한 도구 개발로 이어지고 있다. 이처럼 연구실은 역학, 유전학, 임상자료 분석, 예측모델링을 결합해 신장질환의 위험을 정량화하고 관리 가능한 형태로 전환하는 데 집중하고 있다. 이 연구의 의의는 조기 예측과 통합적 관리에 있다. 신장질환 환자의 예후는 콩팥 자체의 상태뿐 아니라 심장, 폐, 대사계의 상태와 긴밀히 연결되므로, 다장기 연계 분석은 고위험 환자 선별과 맞춤형 치료 설계에 필수적이다. 향후 전자의무기록, 유전체 데이터, 바이오마커 정보를 통합한 임상 의사결정 지원 시스템으로 발전한다면, 신장내과 영역에서 예방 중심의 정밀의료를 구현하는 데 큰 역할을 할 수 있을 것이다.