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Kyung Hee University

경희대학교 치의학과

김정목 교수

AMPK Pathway

mTOR Signaling

Autophagy

Kyung Hee University

치의학과 김정목

경희대학교 치의예과 김정목 교수 연구실은 자가포식(Autophagy)과 세포 신호전달 생화학을 중심으로, 세포 내 항상성 유지와 질병 발생 기전을 심도 있게 연구하고 있습니다. 본 연구실은 자가포식의 분자적 조절 메커니즘, 특히 ULK1, ATG101, Beclin1, PIK3C3/VPS34 등 핵심 단백질 복합체의 상호작용과 신호전달 경로를 규명하여, 세포가 다양한 환경 스트레스에 어떻게 적응하는지 밝히고 있습니다. 이를 통해 자가포식의 활성화 및 억제 기전을 분자 수준에서 해명하고, 천연물 및 합성 화합물을 활용한 자가포식 조절제의 발굴과 신약 개발 연구도 활발히 진행 중입니다. 연구실의 또 다른 핵심 연구 분야는 AMPK-mTOR 신호전달계를 통한 세포 에너지 대사 및 성장 조절 메커니즘입니다. AMPK와 mTOR는 세포 내 에너지 상태와 영양 신호에 반응하여 자가포식, 세포 성장, 세포사멸 등 다양한 생명현상을 조절하는 중심 신호전달계입니다. 본 연구실은 이들 신호전달계의 상호작용과 세포 내 적응 반응, 그리고 암, 대사질환, 노화 등 질환과의 연관성을 분자적, 생화학적, 생리학적 관점에서 체계적으로 연구하고 있습니다. 치의학 및 구강질환 분야에서도 연구실의 전문성이 두드러집니다. COVID-19 감염 환자에서의 구강 증상(미각 및 타액 분비 장애)과 병태생리적 메커니즘, 노인에서의 식이 질과 치주염 유병률의 상관관계, 구강암에서의 자가포식 및 에너지 대사 조절 등 다양한 주제를 다루며, 구강질환의 예방 및 치료를 위한 새로운 분자 표적과 치료 전략을 제시하고 있습니다. 이외에도, 연구실은 다양한 질환(암, 신경퇴행성 질환, 대사질환 등)에서 자가포식 및 신호전달계의 역할을 규명하고, 이를 기반으로 한 신약 개발, 진단 바이오마커 발굴, 고효율 스크리닝 시스템 개발 등 기초와 응용을 아우르는 융합 연구를 수행하고 있습니다. 특허 및 다수의 국제 논문, 국내외 학술대회 발표, 정부 연구과제 수행 등 활발한 연구 활동을 통해 국내외적으로 높은 평가를 받고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 자가포식 및 신호전달 생화학 분야의 선도적 연구를 지속하며, 세포 내 항상성 유지와 질병 치료를 위한 혁신적 연구 성과를 창출할 것입니다. 이를 통해 치의학, 생명과학, 의생명과학 등 다양한 분야와의 융합을 확대하고, 맞춤형 정밀의료 실현에 기여할 계획입니다.

AMPK Pathway
mTOR Signaling
Autophagy
자가포식(Autophagy)과 세포 항상성 조절
자가포식(Autophagy)은 세포 내 불필요하거나 손상된 구성 요소를 분해하여 에너지와 대사 항상성을 유지하는 진화적으로 보존된 세포 내 분해 기전입니다. 본 연구실은 자가포식의 분자적 조절 메커니즘과 그 과정에서 작용하는 다양한 신호전달 경로, 특히 ULK1, ATG101, Beclin1, PIK3C3/VPS34 복합체 등 핵심 단백질의 상호작용을 심도 있게 연구하고 있습니다. 이를 통해 자가포식이 세포 내 스트레스, 영양 결핍, 산화적 스트레스 등 다양한 환경 변화에 어떻게 적응하는지 규명하고 있습니다. 자가포식의 조절은 암, 신경퇴행성 질환, 대사질환 등 다양한 인간 질환과 밀접하게 연관되어 있습니다. 연구실에서는 자가포식의 활성화 및 억제 기전을 밝히기 위해 고효율 스크리닝 시스템과 단백질 복합체 분석법을 개발하였으며, 천연물 및 합성 화합물을 활용한 자가포식 조절제의 발굴에도 주력하고 있습니다. 특히, 측백엽 추출물 등 한방 소재를 이용한 자가포식 억제제의 분자적 타겟과 작용기전을 규명하여 특허화하였으며, 이는 신약 개발로의 확장 가능성을 보여줍니다. 이러한 연구는 자가포식의 이상이 유발하는 질환의 새로운 치료 표적을 제시할 뿐만 아니라, 세포 내 항상성 유지와 생명 현상의 근본 원리를 이해하는 데 중요한 기여를 하고 있습니다. 앞으로도 자가포식 조절 네트워크의 복잡성을 해명하고, 질환 맞춤형 치료 전략 개발에 중추적 역할을 할 것으로 기대됩니다.
AMPK-mTOR 신호전달계와 에너지 대사 조절
AMPK(AMP-activated protein kinase)와 mTOR(mechanistic target of rapamycin)는 세포 에너지 대사와 성장 조절의 중심에 있는 신호전달계로, 본 연구실은 이들 경로의 상호작용과 세포 내 에너지 항상성 유지 메커니즘을 집중적으로 연구하고 있습니다. AMPK는 에너지 결핍 시 활성화되어 세포 내 에너지 균형을 맞추고, mTOR는 영양분 및 성장 신호에 반응하여 세포 성장과 단백질 합성을 조절합니다. 두 신호전달계는 자가포식 유도, 세포 성장, 세포사멸 등 다양한 생명현상에 관여하며, 서로를 직접적으로 조절하는 복잡한 네트워크를 형성합니다. 연구실에서는 AMPK와 mTOR가 ULK1 등 자가포식 개시 인자를 직접 인산화하여 자가포식 활성화 또는 억제에 미치는 영향을 분자 수준에서 규명하였으며, 이 과정에서 영양 결핍, 저산소증, 산화적 스트레스 등 다양한 환경 자극에 대한 세포의 적응 반응을 분석하고 있습니다. 또한, AMPK-mTOR 신호전달계의 이상이 암, 대사질환, 노화 등 다양한 질환의 발생과 진행에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 기초 및 응용 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 대사와 세포 성장 조절의 핵심 원리를 밝히는 동시에, AMPK 및 mTOR를 표적으로 하는 신약 개발, 암 및 대사질환 치료 전략 수립 등 실질적인 임상 응용 가능성을 제시합니다. 앞으로도 신호전달 네트워크의 정밀 조절 메커니즘을 규명하여 맞춤형 치료법 개발에 기여할 것입니다.
치의학 및 구강질환에서의 분자생화학적 기전 연구
본 연구실은 치의예과 소속으로서 구강 및 치주 질환, 구강암, 구강 내 감염 등 다양한 구강질환의 분자생화학적 기전을 규명하는 데에도 중점을 두고 있습니다. 최근에는 COVID-19 감염 환자에서의 미각 및 타액 분비 장애, 그리고 이와 관련된 병태생리적 메커니즘을 연구하여, 구강 상피세포 및 침샘에서의 바이러스 수용체 발현, 아연 결핍, 사이토카인 폭풍 등이 구강 증상에 미치는 영향을 분석하였습니다. 또한, 노인에서의 식이 질과 치주염 유병률의 상관관계를 대규모 역학 데이터를 활용하여 분석하였으며, 영양소 섭취와 구강 건강의 연관성, 성별에 따른 위험 요인 차이 등을 밝혀냈습니다. 이와 함께, 구강암(특히 구강 편평세포암)에서 자가포식의 역할, 암세포의 에너지 대사 및 성장 신호전달계의 변화, 그리고 암 줄기세포의 유지 및 사멸 조절 메커니즘을 심층적으로 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 구강질환의 예방 및 치료를 위한 새로운 분자 표적을 제시할 뿐만 아니라, 치의학 분야에서의 정밀의료 및 맞춤형 치료 전략 개발에 실질적인 기여를 하고 있습니다. 앞으로도 구강질환의 병태생리와 치료법 개발을 위한 융합 연구를 지속적으로 확대해 나갈 계획입니다.
1
Association between dietary quality and the prevalence of periodontitis in older Korean adults aged 60 or over
Hwang, E. C., Hwang, H. A., Shin, S. Y., Kim, J., Kim, J. H.
Journal of Periodontal and Implant Science., 2024
2
Role of Autophagy and AMPK in Cancer Stem Cells: Therapeutic Opportunities and Obstacles in Cancer
Kovale, L., Singh, M. K., Kim, J., Ha, J.
International Journal of Molecular Sciences., 2024.08
3
Ampk–mtor signaling and cellular adaptations in hypoxia
Chun, Y., Kim, J.
International Journal of Molecular Sciences., 2021.09
1
[중견,1/3]p62/SQSTM1-TRAF6-KEAP1 단백질을 조절하는 Post-translational modification 작용기전과 파골세포 활성 조절 연구
(통합)한국연구재단
2022년 03월 ~ 2025년 02월
2
[기본_1/4] 발암유전자 특이적 암 신진대사 특성 및 에너지 항상성 조절계 상호작용 연구
한국연구재단(학술진흥)
2018년 06월 ~ 2021년 05월
3
[기본, 1/3]암세포 에너지 항상성 네트워크 분석을 통한 새로운 치료점 연구
한국연구재단(학술진흥)
2015년 11월 ~ 2018년 10월