이상윤 연구실은 방사성의약품의 개발과 분자영상 기술을 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 방사성의약품은 양전자방출단층촬영(PET)과 같은 첨단 영상기법에 사용되는 핵심 물질로, 신경퇴행성 질환, 암, 염증 등 다양한 질환의 진단과 치료에 필수적인 역할을 합니다. 본 연구실은 알파-시누클레인, 타우 단백질, 아밀로이드 베타 등 신경질환의 주요 바이오마커를 표적으로 하는 새로운 방사성 리간드의 합성과 평가에 주력하고 있습니다. 특히, 연구실은 신경염증 진단을 위한 TSPO(Translocator Protein) 표적 방사성의약품, GSK-3 저해 화합물, 그리고 다양한 PET용 방사성 화합물의 합성 및 최적화 방법론을 개발해왔습니다. 이러한 연구는 특허 출원 및 등록으로 이어지고 있으며, 실제 임상 적용을 위한 전임상 및 임상 연구도 활발히 수행되고 있습니다. 또한, 방사성의약품의 합성 효율을 높이고, 생산 공정의 신뢰성을 향상시키기 위한 새로운 합성 장치 및 방법론 개발에도 많은 노력을 기울이고 있습니다. 이러한 방사성의약품 개발 연구는 신경퇴행성 질환의 조기 진단, 질병 진행 모니터링, 치료 효과 평가 등 다양한 의료 현장에서 활용될 수 있습니다. 더불어, 분자영상 기술과 결합하여 질환의 병태생리 이해를 심화시키고, 맞춤형 치료 전략 수립에 기여할 수 있는 기반을 마련하고 있습니다.

연구실은 알츠하이머병, 파킨슨병, 루게릭병(ALS) 등 다양한 신경퇴행성 질환의 병태생리와 진단, 치료법 개발을 위한 분자영상 및 바이오마커 연구에 집중하고 있습니다. PET 영상기법을 활용하여 타우, 아밀로이드, 알파-시누클레인 등 주요 단백질의 뇌 내 분포와 축적 양상을 정밀하게 분석하고, 질환의 진행 단계별로 나타나는 뇌 구조 및 기능 변화와의 상관관계를 규명하고 있습니다. 특히, 연구실은 다양한 동물모델과 임상 환자 데이터를 기반으로, PET 영상과 MRI, 신경심리검사 등 다중 모달리티 데이터를 통합 분석하여 질환의 이질성, 아형 분류, 예후 예측 등에 관한 심층 연구를 수행하고 있습니다. 또한, APOE 유전자형, 뇌 염증, 미세아교세포 활성화 등 유전적·분자적 요인과 영상 바이오마커 간의 상호작용을 규명함으로써, 맞춤형 진단 및 치료법 개발에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 신경퇴행성 질환의 조기 진단, 질환 아형별 맞춤 치료, 질병 진행 모니터링 등 임상적 활용 가치를 높이고 있습니다. 더불어, 새로운 바이오마커 발굴과 영상기술의 혁신을 통해 뇌질환 연구의 패러다임을 선도하고 있습니다.

이상윤 연구실은 분자영상 데이터와 임상 데이터를 활용한 인공지능(AI) 및 기계학습 기반 분석에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 방대한 PET, MRI, 임상 데이터셋을 바탕으로, 질환 예측, 아형 분류, 신약 후보물질 스크리닝 등 다양한 분야에 AI 기술을 접목하여 연구의 효율성과 정확성을 높이고 있습니다. 특히, S100A9 억제제 예측, 신경퇴행성 질환 바이오마커 발굴, 영상 데이터 기반 클러스터링 및 패턴 분석 등에서 기계학습 알고리즘을 활용하고 있습니다. 또한, 영상 데이터의 자동화된 정량 분석, 영상-유전체 통합 분석, 딥러닝 기반 영상 진단 보조 시스템 개발 등 첨단 융합 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 AI 및 기계학습 기반 연구는 기존의 영상 및 분자생물학적 분석 한계를 극복하고, 대규모 데이터에서 의미 있는 패턴과 예측 모델을 도출함으로써, 신경퇴행성 질환의 조기 진단, 예후 예측, 신약 개발 등 다양한 의료 분야에 혁신적인 기여를 하고 있습니다.