우리 연구실은 혈관신생(angiogenesis)과 혈관발생(vasculogenesis)의 분자적 기전을 심도 있게 연구하며, 이를 기반으로 허혈성 질환(뇌졸중, 심근경색, 말초 허혈 등)의 치료제 개발에 주력하고 있습니다. 혈관신생은 신생혈관이 형성되는 과정으로, 조직 재생과 암, 허혈성 질환 등 다양한 생리적·병리적 상황에서 중요한 역할을 합니다. 특히, 저산소(hypoxia) 환경에서 유도되는 혈관신생의 조절 인자와 신호전달 경로를 규명하고, 이를 조절하는 새로운 타겟을 발굴하고 있습니다. 허혈성 질환 치료를 위해 혈관신생을 촉진하거나 억제하는 약물 후보물질을 탐색하고, 동물모델과 3D 바이오칩 등 다양한 실험 플랫폼을 활용하여 약물의 유효성과 안전성을 평가합니다. 또한, 혈관 내피세포, 평활근세포, 신경세포 등 다양한 세포 간 상호작용이 혈관신생에 미치는 영향을 분석하여, 실제 인체 내 환경을 모사한 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구를 통해 뇌졸중, 심근경색 등 허혈성 질환의 조직 손상 회복을 촉진할 수 있는 혁신적 치료제 개발을 목표로 하며, 궁극적으로는 환자 맞춤형 재생의학 및 세포치료제 개발로 확장하고자 합니다.

종양의 성장과 전이에 있어 혈관신생은 필수적인 과정입니다. 본 연구실은 종양혈관신생의 분자적 원인과 기전을 규명하고, 이를 억제할 수 있는 새로운 항암제 후보물질을 발굴하는 데 집중하고 있습니다. 특히, 뇌종양(글리오블라스토마 등)에서 종양세포와 혈관 미세환경의 상호작용, 저산소 환경에서의 VEGF 등 혈관신생 인자의 발현 조절, 그리고 종양 미세환경 내 다양한 세포(내피세포, 성상세포, 미세아교세포 등)의 역할을 다각도로 분석합니다. 최신 3D 마이크로플루이딕 칩 및 바이오칩 기술을 활용하여 종양의 실제 미세환경을 모사하고, 약물의 항혈관신생 효과와 종양 억제 효과를 정밀하게 평가합니다. 또한, 천연물 유래 화합물(예: 이소린데랄락톤 등)의 항암 및 항혈관신생 효능을 검증하고, 그 작용 기전을 분자 수준에서 규명합니다. 이러한 연구를 통해 기존 항암제의 한계를 극복할 수 있는 새로운 표적치료제 및 병용요법 개발에 기여하고, 궁극적으로는 환자 맞춤형 종양 치료 전략을 제시하는 것을 목표로 하고 있습니다.

줄기세포의 분화 조절 및 조직재생은 재생의학의 핵심 분야로, 본 연구실은 줄기세포가 혈관계, 근육계 등 다양한 조직으로 분화하는 분자적 메커니즘을 연구합니다. 특히, 저산소 미세환경이 줄기세포의 혈관 분화와 조직재생에 미치는 영향을 집중적으로 분석하고 있습니다. 뇌의 발생 단계에서 산소농도 구배와 성상세포의 역할, 혈관내피세포와의 상호작용을 통해 뇌혈관장벽(BBB) 형성 및 유지에 관한 연구도 수행합니다. 줄기세포의 효율적 분화 유도를 위한 신호전달 경로, 마이크로RNA, 에피제네틱 조절 인자 등을 규명하고, 이를 기반으로 손상된 조직(뇌, 심장, 근육 등)의 재생을 촉진할 수 있는 새로운 치료 전략을 개발합니다. 또한, 줄기세포 기반 세포치료제의 이식 효율과 생착률을 높이기 위한 3D 스페로이드, 바이오칩, 프라이밍 기법 등 다양한 첨단 기술을 도입하고 있습니다. 이러한 연구는 난치성 질환(뇌졸중, 심근경색, 근디스트로피 등) 환자에게 적용 가능한 재생의학적 치료법 개발로 이어지며, 궁극적으로는 환자 맞춤형 세포치료제 및 조직공학 분야의 발전에 기여하고자 합니다.

본 연구실은 바이오칩(biochip), 생체모사칩(organ-on-a-chip) 등 첨단 미세유체공학 기술을 활용하여 실제 인체 조직의 미세환경을 모사하는 질환 모델을 구축하고 있습니다. 3D 셀컬쳐 칩, 셀스온어칩, 오가논어칩 등 다양한 플랫폼을 통해 혈관, 신경, 종양 등 복합 조직의 상호작용을 정밀하게 재현합니다. 이러한 시스템을 활용하여 신약 후보물질의 효능 및 독성 평가, 혈관신생 및 종양혈관신생 억제 효과, 줄기세포 분화 및 조직재생 촉진 효과 등을 체계적으로 검증할 수 있습니다. 특히, 혈관내피세포, 평활근세포, 신경세포, 성상세포, 미세아교세포, 페리사이트 등 다양한 세포를 칩 내에 공배양함으로써 실제 인체 내 미세환경을 정밀하게 재현합니다. 이러한 연구는 동물실험의 한계를 극복하고, 환자 맞춤형 질환 모델 및 신약 개발의 효율성을 크게 높일 수 있는 혁신적 플랫폼을 제공하며, 미래 정밀의료 및 맞춤형 치료제 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.