조직학은 생명체의 다양한 조직 구조와 기능을 미시적으로 탐구하는 학문으로, 본 연구실은 해부학적 조직의 세포 및 조직 수준에서의 구조적 특성과 기능적 상호작용을 심도 있게 연구하고 있습니다. 특히, 인간 및 동물 조직의 정상 구조와 병리적 변화, 그리고 조직 재생 과정에서 나타나는 다양한 세포 간 신호전달 및 미세환경 변화를 분석합니다. 이를 통해 조직의 발달, 손상, 재생 및 질환 발생 기전을 규명하고자 합니다. 최근에는 첨단 현미경 기법과 분자생물학적 분석을 결합하여, 조직 내 세포 간 상호작용과 신호전달 네트워크를 정밀하게 규명하고 있습니다. 예를 들어, 가슴샘(Thymus) 재생 과정에서 나타나는 다양한 유전자 발현 변화와 면역세포의 분화, 성장, 생존에 관여하는 신호전달 경로를 분석하여, 면역계의 항상성 유지와 재구성에 대한 새로운 통찰을 제공하고 있습니다. 또한, 다양한 조직에서 발현되는 성장인자, 수용체, 세포 접착분자 등의 역할을 규명함으로써 조직의 기능적 통합성을 이해하고 있습니다. 이러한 연구는 조직학적 지식의 확장뿐만 아니라, 조직 손상 및 퇴행성 질환, 암 등 다양한 임상적 문제 해결에도 기여할 수 있습니다. 조직 미세환경의 변화와 그에 따른 세포 반응을 정밀하게 분석함으로써, 조직 재생 및 치료 전략 개발, 조직공학 및 재생의학 분야의 발전에 중요한 기반을 마련하고 있습니다.

본 연구실은 3차원(3D) 세포배양 시스템과 생체모사 조직공학 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 전통적인 2차원 세포배양의 한계를 극복하기 위해, 다양한 천연 및 합성 고분자 기반 하이드로겔, 나노섬유, 복합 스캐폴드 등을 개발하여 실제 생체 내 조직 환경을 모사하는 3D 세포배양 플랫폼을 구축하였습니다. 이를 통해 암, 면역조직, 혈관 등 다양한 조직의 미세환경과 세포 간 상호작용을 정밀하게 재현하고 분석할 수 있습니다. 특히, 해양 콜라겐, 아가로스, 알지네이트 등 다양한 바이오소재를 활용한 하이드로겔 및 나노섬유 스캐폴드는 세포의 부착, 성장, 분화, 이동, 약물 저항성 등 다양한 생물학적 현상을 실제 조직과 유사하게 구현할 수 있도록 설계되었습니다. 이러한 3D 배양 시스템은 암 줄기세포의 특성 연구, 항암제 내성 기전 분석, 면역세포의 기능 평가, 조직 재생 및 치료제 개발 등 다양한 의생명과학 연구에 활용되고 있습니다. 더불어, 3D 바이오프린팅, 미세유체 칩, 다공성 구조체 등 첨단 바이오엔지니어링 기술을 접목하여, 맞춤형 조직 모델 및 질환 모델을 제작하고, 이를 기반으로 신약 개발, 맞춤형 치료 전략 수립, 조직 재생 및 재건 연구에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 미래 의생명과학 및 정밀의학 분야의 혁신을 이끌어갈 핵심 기술로 주목받고 있습니다.

면역조직, 특히 가슴샘(Thymus)과 같은 림프기관의 미세환경과 재생 기전에 대한 연구는 본 연구실의 핵심 분야 중 하나입니다. 가슴샘은 T세포의 생성과 성숙에 필수적인 기관으로, 면역계의 항상성 유지와 면역 재구성에 중요한 역할을 합니다. 본 연구실은 가슴샘의 퇴축 및 재생 과정에서 나타나는 세포 및 분자 수준의 변화를 다각적으로 분석하여, 면역세포의 분화, 성장, 생존, 사멸에 관여하는 주요 인자와 신호전달 경로를 규명하고 있습니다. 특히, cyclophosphamide 등 약물에 의해 유도된 가슴샘 퇴축 모델을 활용하여, 조직 재생 과정에서 발현되는 다양한 유전자와 단백질, 성장인자, 수용체, 케모카인, 사이토카인 등의 역할을 체계적으로 분석합니다. 또한, EGFL8(상피성장인자 유사 도메인 8) 등 새로운 면역조절 인자의 기능을 규명하고, 이들이 면역세포 및 조직 미세환경에 미치는 영향을 연구하여, 면역계 질환 및 면역재생 치료 전략 개발에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 면역결핍, 자가면역질환, 이식 후 면역재구성, 노화에 따른 면역기능 저하 등 다양한 임상적 문제 해결에 중요한 단서를 제공할 수 있습니다. 더불어, 면역조직의 재생 및 기능 회복을 위한 조직공학적 접근과 치료제 개발에도 실질적인 기여를 하고 있습니다.

암 조직의 미세환경과 항암제 내성 기전 연구는 본 연구실의 또 다른 주요 연구 분야입니다. 암 조직 내에서는 암세포, 암 줄기세포, 면역세포, 혈관세포, 기질세포 등이 복잡하게 상호작용하며, 이러한 미세환경이 암의 성장, 전이, 약물 저항성 등에 결정적인 영향을 미칩니다. 본 연구실은 3D 세포배양 및 생체모사 조직공학 기술을 활용하여, 실제 암 조직과 유사한 암 미세환경 모델을 구축하고, 이를 통해 암세포의 악성화, 전이, 항암제 내성, 암 줄기세포의 특성 등을 심층적으로 분석하고 있습니다. 특히, 해양 콜라겐 기반 3D 스캐폴드, 바이오프린팅, 미세유체 칩 등 첨단 기술을 접목하여, 다양한 암종(난소암, 전립선암, 림프종 등)의 미세환경을 재현하고, 암 줄기세포의 분화, 증식, 약물 저항성, 전이 기전 등을 규명합니다. 또한, 항암제 내성 극복을 위한 새로운 표적 인자(예: EGFL8, Notch, Tiam1 등) 및 신약 후보물질의 효능을 검증하고, 맞춤형 항암 치료 전략 개발에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 암의 근본적인 치료법 개발, 신약 개발, 정밀의학 실현에 중요한 기초 자료를 제공하며, 암 환자의 예후 개선 및 생존율 향상에 실질적인 도움을 줄 수 있습니다.