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김동훈 연구실

동아대학교 의과대학(기초교실)

김동훈 교수

김동훈 연구실

의과대학(기초교실) 김동훈

김동훈 연구실은 중개의과학과를 기반으로 신경퇴행성 질환, 특히 파킨슨병과 알츠하이머병 등에서 나타나는 분자신경생물학적 기전을 심층적으로 연구하고 있습니다. 연구실은 알파-시누클레인, GBA1, TRIP12 등 다양한 분자와 신호전달 경로가 신경세포의 생존과 사멸, 그리고 질환의 진행에 어떻게 관여하는지 규명하는 데 주력하고 있습니다. 이를 위해 동물 모델, 세포 모델, 인간 유래 줄기세포 기반 오가노이드 등 다양한 실험 시스템을 활용하여 신경세포의 병리적 변화와 치료 타깃을 탐색하고 있습니다. 특히 그래핀 양자점과 같은 첨단 나노소재를 활용한 신경질환 치료제 개발에 있어 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 그래핀 양자점은 신경세포 보호, 병리 단백질 응집 억제, 항염증 및 항산화 효과 등 다양한 생물학적 특성을 바탕으로 파킨슨병, 알츠하이머병, 니만픽병 등 여러 신경질환 및 리소좀 축적 질환의 치료 가능성을 제시하고 있습니다. 이와 관련된 다수의 특허와 논문을 통해 그래핀 기반 나노소재의 임상 적용 가능성을 높이고 있습니다. 연구실은 신경염증, 미토콘드리아 기능 이상, 유비퀴틴-프로테아좀 시스템, 리소좀 기능 장애 등 신경질환의 공통 병리 기전을 규명하고, 이를 바탕으로 새로운 치료 전략을 개발하는 데 집중하고 있습니다. 또한 천연물 유래 화합물, 유전자 조작 기법 등 다양한 치료 후보물질의 효능과 작용기전을 검증하며, 임상 적용을 위한 중개연구도 활발히 진행 중입니다. 이외에도 말초신경병증, 신경병증성 통증, 신경교세포 활성화 등 다양한 신경계 질환의 병태생리와 치료법 개발에도 관심을 가지고 있습니다. Toll-like receptor(TLR) 신호전달, 미세아교세포 및 별아교세포의 역할, 산화스트레스 및 염증 반응 등 신경계 면역반응 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 궁극적으로 김동훈 연구실은 신경질환의 근본적 이해와 혁신적 치료제 개발을 목표로, 기초연구부터 임상 전 중개연구, 산업체와의 협력 및 기술이전까지 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 신경퇴행성 질환 환자들의 삶의 질 향상과 미래 의과학 발전에 기여하고자 합니다.

파킨슨병 및 신경퇴행성 질환의 분자 기전 연구
김동훈 연구실은 파킨슨병을 비롯한 다양한 신경퇴행성 질환의 분자적 병태생리 기전을 심도 있게 연구하고 있습니다. 특히 알파-시누클레인(α-synuclein) 단백질의 비정상적 응집과 전파, 그리고 이 과정에서 나타나는 신경세포의 손상 메커니즘을 규명하는 데 집중하고 있습니다. 최근 연구에서는 LAG3, TRIP12, GBA1 등 다양한 분자와 신호전달 경로가 파킨슨병의 진행과정에 어떻게 관여하는지 밝히고 있으며, 이를 통해 질환의 조기 진단 및 치료 타깃을 제시하고 있습니다. 이 연구실은 동물 모델과 세포 모델, 그리고 인간 유래 줄기세포 기반의 3차원 중뇌 오가노이드 등 다양한 실험 시스템을 활용하여 신경세포의 생존, 사멸, 그리고 신경염증 반응을 정밀하게 분석합니다. 특히 유비퀴틴-프로테아좀 시스템, 리소좀 기능 이상, 미토콘드리아 스트레스와 같은 세포 내 항상성 유지 기전이 신경퇴행성 질환에서 어떻게 붕괴되는지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 이를 통해 파킨슨병뿐만 아니라 알츠하이머병, 루이소체 치매 등 다양한 신경질환의 공통적 병리 기전을 규명하고 있습니다. 궁극적으로 본 연구실은 이러한 분자적 이해를 바탕으로 신경퇴행성 질환의 새로운 치료 전략을 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 실제로 여러 특허와 논문을 통해 그래핀 기반 나노소재, 천연물 유래 화합물, 유전자 조작 기법 등 다양한 치료 후보물질의 효능과 작용기전을 검증하고 있으며, 임상 적용 가능성을 높이기 위한 중개연구도 활발히 진행 중입니다.
그래핀 양자점 및 나노소재 기반 신경질환 치료제 개발
김동훈 연구실은 그래핀 양자점(Graphene Quantum Dots, GQD) 및 다양한 나노소재를 활용한 신경질환 치료제 개발에 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 그래핀 양자점은 우수한 생체적합성과 항산화, 항염증, 항응집 특성을 지니고 있어 신경세포 보호 및 신경질환의 진행 억제에 탁월한 효과를 보이고 있습니다. 연구실은 그래핀 양자점이 파킨슨병, 알츠하이머병, 니만픽병 등 다양한 신경질환 및 리소좀 축적 질환에서 병리적 단백질 응집을 억제하고, 신경세포의 생존율을 높이는 기전을 다각도로 규명하고 있습니다. 특히 그래핀 양자점의 항바이러스, 항섬유화, 항염증 효과를 다양한 동물 모델과 세포 모델에서 검증하였으며, 이와 관련된 다수의 특허와 논문을 발표하였습니다. 또한 그래핀 양자점의 약물 전달체로서의 가능성, 신장 질환 및 장 질환 등 신경계 외 질환에 대한 적용 가능성도 활발히 연구되고 있습니다. 이를 통해 그래핀 기반 나노소재가 기존 치료제의 한계를 극복할 수 있는 차세대 신경질환 치료제로서의 잠재력을 입증하고 있습니다. 연구실은 산업체와의 협력, 기술이전, 임상 전 중개연구 등 실용화 단계까지 연구를 확장하고 있습니다. 그래핀 양자점의 대량생산, 안전성 평가, 약효 검증 등 실제 임상 적용을 위한 다양한 과제도 수행 중이며, 이를 통해 혁신적인 신경질환 치료제 개발에 앞장서고 있습니다.
1
Graphene quantum dots as potential broad-spectrum antiviral agents
정영훈, 황재현, 조현우, 윤정현, 이종환, 송재광, 안민철, 홍병희, 권대혁, 김동훈
Nanoscale Advances, 2025
2
Graphene quantum dots as antifibrotic theraphy for kidney disease
김동훈, Lilin Li, Wencheng Jin, 김주희, 배재은, 양승희, 조보경, 한승현, 이정환, 김동기, 임천수, 홍병희, 이정표
ACS Applied Bio Materials, 2025
3
Aplp1 interacts with Lag3 to facilitate transmission of pathologic α-synuclein
Saurav Brahmachri, Sangjune Kim, Shu Zhang, Yausushi Shimoda, Martina Saar, Haiqing Liu, Sin Ho Kweon, Mingyao Ying, Creg J. Workman, Dario A.A. Vignali, Ulrike C. Muller, Cong Liu, Han Seok Ko, Valina L. Dawson, Ted M. Dawson, Qi Chen, Longgang Jia, Heehong Hwang, Su Hyun Lee, Xiyu Ke, Michael Chang, Amanda Li, Jun Yang, Cyrus Rastegar, Manjari Sriparna, Preston Ge, 김동훈, Xiaobo Mao, Hao Gu, Yasuyoshi Kimura, Ning Wang, Enquan Xu, Ramhari Kumbhar, Xiaotian Ming, Haibo Wang, Chan Chen, Shengnan Zhang, Chunyu Jia, Yuqing Liu, Hetao Bian, Senthilkumar S. Karuppagounder, Fatih Akkentli
Nature Communicatons, 2024
1
[2차년도]TRIP12 유비퀴틴 결합 효소를 통한 파킨슨병 발병기전 연구
한국연구재단(과학기술정보통신부)
2023년 03월 ~ 2024년 02월
2
[1차년도]TRIP12 유비퀴틴 결합 효소를 통한 파킨슨병 발병기전 연구
한국연구재단(과학기술정보통신부)
2022년 03월 ~ 2023년 02월
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[2단계 3차년도] 말초신경병증 연구센터
한국연구재단(과학기술정보통신부)
2022년 ~ 2022년 12월