고은주 연구실은 인플루엔자바이러스, 호흡기세포융합바이러스(RSV), 말 로타바이러스 등 다양한 바이러스 감염증에 대응하기 위한 차세대 백신 플랫폼 개발을 핵심 연구 축으로 삼고 있다. 특히 기존 백신의 한계로 지적되는 변이주 특이성, 제한적인 장기면역, 불충분한 교차보호 문제를 극복하기 위해 보존성이 높은 항원 부위를 활용하는 전략에 주목한다. 인플루엔자 M2e와 같은 보존 항원을 바이러스유사입자(VLP) 또는 나노파티클 형태로 제시함으로써, 단일 유행주를 넘어 여러 아형에 대응 가능한 범용성 백신 설계를 지향한다. 이 연구실의 접근은 단순한 항원 발굴에 그치지 않고, 항원의 제형화와 면역증강을 동시에 고려하는 통합형 백신공학에 가깝다. 논문과 학술발표를 보면 split vaccine 보강, RSV glycoprotein 기반 VLP, calcium phosphate nanoparticle, 이중 구조 나노파티클, 다양한 어쥬번트 조합 적용 등이 반복적으로 등장한다. 이는 항원의 전달 효율을 높이고, 체액성 면역과 세포성 면역을 균형 있게 유도하며, 점막 및 전신 면역을 함께 강화하는 방향으로 연구가 진행되고 있음을 보여준다. 특히 장기 보호 지속성과 교차방어 효능을 실험적으로 검증하는 점은 실제 백신 후보물질의 경쟁력을 높이는 중요한 요소다. 또한 연구실은 이러한 플랫폼을 수의 분야와 공중보건 분야에 동시에 연결하고 있다. 국내 유행 말 로타바이러스 백신 개발 과제는 말 산업 현장의 질병 부담을 줄이는 동시에, 나노파티클 기반 백신 설계 원리를 향후 다른 동물 및 인간 감염병에도 확장할 수 있는 기반을 마련한다. 따라서 이 연구 주제는 단순한 동물용 백신 개발을 넘어, 변이 대응성·장기면역·플랫폼 범용성을 갖춘 차세대 백신 기술을 구축하려는 연구실의 정체성을 가장 잘 드러낸다.

이 연구실은 백신이나 감염 후 나타나는 면역반응의 결과만 평가하는 데 그치지 않고, 어떤 면역세포가 보호 또는 병리 형성에 관여하는지를 정밀하게 해석하는 면역학 연구를 수행한다. CD4 T 세포, CD8 T 세포, 자연살해세포(NK cell), 폐포 대식세포, 수지상세포, 항원제시세포 등 다양한 면역세포의 역할을 분리해 분석하며, 보호면역과 과도한 염증반응의 경계를 규명하는 데 관심이 크다. 이러한 접근은 백신이 강한 면역을 유도하는 것만으로는 충분하지 않으며, 안전하고 균형 잡힌 면역반응을 만들어야 한다는 연구 철학과 연결된다. 대표적으로 RSV 관련 연구에서는 폐포 대식세포가 염증성 사이토카인, 호산구 증가, 점액 생성, T 세포 침윤을 조절하면서 장기 보호와 폐병리 억제에 기여함을 보여주었다. 또한 만성 SIV 감염 연구에서는 CD6와 PD-1을 동시에 발현하는 기능저하성 CD8 T 세포를 규명하여, 만성 바이러스 감염에서 면역 탈진이 어떻게 질병 진행과 연결되는지를 제시했다. 이처럼 연구실은 감염 상황에 따라 보호적 면역, 면역 병리, 면역 탈진이 어떤 세포 및 신호경로를 통해 결정되는지를 실험적으로 해석하고 있다. 이러한 기전 연구는 실제 백신 개발과 긴밀히 연결된다. 면역세포 수준의 이해가 깊어질수록 어떤 항원 제시 방식이 적절한지, 어떤 어쥬번트가 바람직한지, 어떤 숙주 조건에서 면역반응이 약화되거나 왜곡되는지를 예측할 수 있기 때문이다. 결과적으로 이 연구 주제는 백신 효능 향상뿐 아니라 만성 감염, 염증성 질환, 면역 기능저하 상태에서의 면역 조절 전략 수립에도 기여할 수 있으며, 연구실의 바이러스면역 전문성을 뒷받침하는 중요한 기반 분야라 할 수 있다.

고은주 연구실은 백신 항원 자체뿐 아니라 면역반응의 질을 결정하는 어쥬번트와 면역조절 소재 개발에도 집중하고 있다. 최근 학술발표와 과제를 보면 monophosphoryl lipid A, Poly I:C, CpG, flagellin, oil-in-water emulsion, Addavax와 같은 면역증강제 조합을 체계적으로 평가하고 있으며, 이를 통해 항원 특이적 항체반응과 세포매개성 면역을 동시에 증폭시키는 최적 조건을 탐색하고 있다. 이러한 연구는 백신 용량 절감, 고령·비만·알레르기 등 면역 취약 조건에서의 반응 개선, 장기 기억면역 유도라는 실질적 목표와 연결된다. 특히 이 연구실은 전통적인 합성 어쥬번트뿐 아니라 해조류 추출물, 제주 유래 천연자원, 유산균 등 지역 기반 생물자원을 면역기능 소재로 확장하는 융합 연구를 수행한다. 해양조류 추출물의 항원제시세포 활성화, TLR4 신호전달 경로를 통한 면역증강 효과, 항바이러스 또는 항염증 기능성 소재의 가능성 등이 학회 발표 주제로 다뤄지고 있다. 이는 제주 지역의 생물다양성과 연구 인프라를 활용해, 기초면역학과 천연물·바이오소재 연구를 접목하는 전략으로 해석할 수 있다. 이러한 어쥬번트 및 기능성 소재 연구는 수의백신과 바이오헬스 산업 모두에서 활용도가 높다. 말 인플루엔자, 개 인플루엔자, RSV, 인플루엔자 모델 등 다양한 실험계에서 면역증강 효과를 검증함으로써, 특정 동물종과 감염병에 맞춤화된 백신 조성 개발이 가능해진다. 동시에 지역 자원 기반 면역조절 소재 발굴은 기능성 식품, 동물용 보조제, 차세대 백신 부원료 개발로도 이어질 수 있어, 연구실의 응용 확장성과 산업 연계 가능성을 크게 높여준다.