이 연구 주제는 CEP290, EYS 등 유전성 망막병증의 원인 유전자 이상으로 발생하는 망막 기능 저하와 실명 위험을 줄이기 위한 저분자 화합물 치료제 개발에 초점을 둔다. 연구실은 안과 임상 현장에서 해결되지 않은 미충족 의료 수요를 바탕으로, 기존 유전자치료만으로는 접근이 어려운 환자군까지 포괄할 수 있는 변이-독립적 치료 전략을 추구하고 있다. 특히 레버 선천성 흑암시와 망막색소변성증 같은 희귀 난치성 망막질환에서 실제 임상 적용 가능성이 높은 약물 후보를 발굴하는 것이 핵심 목표이다. 이를 위해 연구실은 표현형 기반 스크리닝, 세포모델 및 동물모델 검증, 약효 및 독성 평가를 통합한 전주기 연구 체계를 구축하고 있다. CEP290 결함과 연관된 섬모 기능 이상을 조절하는 화합물로서 eupatilin의 가능성을 제시한 선행 성과는 이 연구의 대표적 기반이다. 또한 therapeutic window, 혈장 안정성, 전달 효율 같은 실제 약물개발의 병목 지점을 해결하기 위해 후보물질의 구조 최적화와 작용기전 분석을 병행하며, 최근에는 인공지능 기반 최적화 기법을 접목해 후보물질의 효능과 약동학적 특성을 고도화하고 있다. 이 연구는 단순히 실험실 수준의 질환 모델 개선에 그치지 않고, 전임상 단계 진입과 임상시험 준비를 지향하는 점에서 강한 중개연구 성격을 가진다. 향후에는 환자 맞춤형 약물 선별, 장기 지속형 약물전달 시스템, 희귀 안질환 치료제의 국산화로 확장될 가능성이 높다. 궁극적으로는 실명 예방과 시기능 보존을 목표로, 유전성 망막질환 분야에서 실제 환자 치료에 연결되는 신약 개발 플랫폼을 확립하는 데 기여할 것으로 기대된다.

연구실의 또 다른 핵심 축은 환자 유래 세포를 활용한 망막 오가노이드와 organoid-on-a-chip 기술을 이용해 유전성 망막질환을 정밀하게 재현하는 질환 모델을 구축하는 것이다. 실제 환자의 유전적 배경을 반영한 모델은 기존 세포주나 단순 동물모델이 충분히 설명하지 못했던 병태생리를 더 정확히 보여줄 수 있으며, 치료제 반응성 평가에도 유리하다. 특히 CEP290 변이와 같은 섬모 관련 질환에서는 광수용체 발달, 단백질 수송, 망막 구조 유지의 이상을 장기적으로 관찰할 수 있는 플랫폼이 중요하다. 이 연구를 위해 연구실은 환자 세포 유래 망막 오가노이드를 표준화하고, 미세환경 제어가 가능한 조직칩 시스템과 결합해 재현성과 분석력을 높이고 있다. 이러한 플랫폼은 약물 처리 농도, 노출 시간, 조직 내 분포, 기능 회복 정도를 체계적으로 측정할 수 있어 후보물질 검증에 매우 적합하다. 더 나아가 동물모델과 오가노이드 데이터를 상호 비교함으로써, 세포 수준의 구조적 회복이 실제 시기능 개선으로 이어지는지 확인하는 다층적 검증 전략을 수행하고 있다. 이 접근은 희귀 유전성 안질환 연구의 패러다임을 바꾸는 기반 기술로 평가할 수 있다. 망막 오가노이드 및 조직칩은 향후 신약 스크리닝, 독성 평가, 환자 맞춤형 치료 반응 예측, 약물전달체 검증 등 다양한 응용으로 확장될 수 있다. 결과적으로 연구실은 정밀의학 시대에 부합하는 안과 질환 모델링 플랫폼을 통해, 기초 병인 연구와 임상 번역을 연결하는 핵심 인프라를 구축하고 있다.

연구실은 망막 질환의 분자적 원인 가운데 특히 섬모(cilia)와 전이구역(transition zone)의 이상에 주목하고 있다. 광수용체 세포는 고도로 특수화된 섬모 구조를 통해 외절로 단백질을 수송하고 시각 기능을 유지하는데, CEP290과 NPHP5 같은 핵심 단백질의 결함은 심각한 시기능 손상을 유발할 수 있다. 따라서 섬모 형성과 기능 유지 메커니즘을 이해하는 일은 유전성 망막병증의 근본 원인을 밝히고 치료 전략을 설계하는 데 매우 중요하다. 연구실의 대표 성과 중 하나는 eupatilin이 CEP290 결손으로 인한 섬모 형성 및 수용체 전달 이상을 회복시킬 수 있음을 규명한 것이다. 이 과정에서 칼모듈린과 NPHP5의 상호작용을 조절하여 NPHP5의 섬모 기저부 재배치를 촉진하는 분자기전을 제시함으로써, 결함 단백질 자체를 직접 교정하지 않더라도 관련 네트워크를 표적화해 기능을 복원할 수 있다는 가능성을 보여주었다. 이는 섬모 이상증 치료에서 저분자 화합물 기반 우회 전략의 타당성을 제시한 중요한 연구 방향이다. 향후 이 분야 연구는 더 다양한 섬모 관련 유전자와 신호전달 경로로 확장될 수 있으며, 안과뿐 아니라 신장, 신경계 등 전신성 섬모 질환에도 응용될 잠재력이 있다. 연구실은 분자세포생물학, 유전학, 약물개발을 융합하여 섬모 생물학의 기초 이해를 심화하는 동시에 실제 치료제 개발과 연결되는 연구를 수행하고 있다. 이러한 접근은 희귀질환 연구의 한계를 극복하고, 질환 공통 기전을 겨냥한 플랫폼형 치료 개발로 이어질 가능성이 크다.