이 연구실의 핵심 축 가운데 하나는 STAT3를 중심으로 한 암 신호전달 네트워크의 작동 원리를 규명하고, 이를 난치성 암의 치료표적으로 연결하는 것이다. 공개된 논문과 학술발표, 연구과제들을 종합하면 간세포암, 교모세포종, 유방암, 전립선암 등 다양한 암종에서 STAT3의 과활성화가 암세포의 생존, 증식, 침윤, 전이, 항암제 저항성과 밀접하게 연결된다는 점에 주목하고 있다. 특히 종양생물학과 분자면역학의 접점을 활용하여, 단순히 암세포 내부의 신호 억제에 그치지 않고 종양미세환경 전체를 재구성하는 전략으로 연구 범위를 확장하고 있다는 점이 특징적이다. 연구실은 STAT3가 VEGF, HIF-1, CXCR4, CD133, RANTES 등 다양한 분자들과 연결되어 혈관신생, 저산소 반응, 암줄기세포성, 염증성 사이토카인 신호, 내성 형성에 어떻게 기여하는지를 세포 및 동물모델 수준에서 분석해 왔다. 간암에서의 혈관신생 조절, 교모세포종의 악성화와 생존 연장, 유방암의 타목시펜 저항성, 전이성 형질과 EMT 조절 등 여러 주제가 모두 STAT3 신호의 기능적 중요성을 뒷받침한다. 또한 STAT3 저해제 개발 과제를 통해 표적 억제 물질의 효능을 검증하고, 암줄기세포 억제와 면역세포 활성 조절을 함께 고려하는 다층적 접근을 수행하고 있다. 이 연구는 향후 정밀 항암치료와 면역항암제 병용 전략 개발에 직접적인 기반이 될 수 있다. 연구실이 수행 중인 과제들에서는 암미세환경 재구성, NK세포 활성 조절, 항암 부작용 완화, 급성신손상과 같은 치료 연관 병태까지 함께 다루고 있어, 기전 연구에서 끝나지 않고 치료 번역 가능성을 적극 모색하고 있음을 보여준다. 따라서 이 주제는 분자수준의 신호전달 이해, 암세포-주변세포 상호작용 해석, 실제 치료제 개발을 잇는 연구실의 대표 분야라고 할 수 있다.

이 연구실은 초기부터 분자면역학을 기반으로 면역세포 분화와 염증 반응의 조절 기전을 탐구해 왔다. 대표 논문에서는 IL-7 수용체, Stat5, 히스톤 아세틸화가 TCRγ 유전자 좌위의 접근성과 전사 활성에 미치는 영향을 규명하여, T세포 분화와 항원수용체 재배열 과정의 후성유전학적 조절 원리를 제시하였다. 이는 면역세포 발달이 단순한 유전자 발현 변화가 아니라, 크로마틴 구조와 전사인자 활성의 정교한 결합을 통해 이루어진다는 점을 보여주는 성과다. 후속 연구들에서는 염증성 사이토카인과 면역반응 조절로 관심을 확장하여, 폐렴, 대장염, 피부염, 미세아교세포 염증 등 다양한 질환 모델에서 STAT 계열 신호와 염증 매개물질의 역할을 분석하였다. 예를 들어 poly I:C 유도 폐렴 모델에서 simvastatin이 STAT3-RANTES 축을 억제하여 호중구성 염증을 완화하는 기전을 규명하였고, 대장염 모델에서는 IL-6/STAT3 축과 염증성 유전자 발현의 연계를 탐구하였다. 또한 미세아교세포 활성, iNOS 발현, 산화스트레스 반응 등 신경면역학적 주제까지 포함하여 염증 조절 물질의 작용을 폭넓게 검토해 왔다. 이러한 연구는 면역 항상성 유지와 병적 염증 억제라는 두 축에서 의미가 크다. 면역세포의 분화 및 생존 조절에 대한 기초지식은 면역질환과 종양면역 이해의 기반이 되며, 염증 신호 억제 물질에 대한 연구는 호흡기 염증, 자가면역성 장질환, 피부염, 신경염증 등으로의 응용 가능성을 넓힌다. 최근의 면역 활성 개선 조성물 특허와 NLRP3 억제제 특허 역시 이러한 축을 반영하며, 연구실이 분자면역 기전을 실제 치료 개념으로 연결하고 있음을 보여준다.

연구실의 또 다른 중요한 연구 방향은 종양미세환경과 혈관신생의 조절 기전을 이해하고 이를 기반으로 치료제를 개발하는 것이다. Blood 게재 논문에서는 TM4SF5와 integrin α5의 협력이 VEGF 유도와 종양 혈관신생을 촉진함을 보여주며, 암세포 표면 단백질과 신호전달 인자가 어떻게 주변 내피세포의 반응까지 변화시키는지 입증하였다. 이는 암을 개별 세포의 질병이 아니라, 암세포와 내피세포, 섬유아세포, 면역세포가 상호작용하는 조직 생태계로 보는 연구실의 시각을 잘 드러낸다. 학술발표와 연구과제에서는 교모세포종 미세환경에서 미세아교세포의 STAT3 활성, 전립선암에서 종양연관섬유아세포와의 상호작용, 내피세포 STAT3 활성과 전이 촉진, 종양 산성화와 시계유전자 교란 등 미세환경 관련 주제가 지속적으로 제시된다. 이러한 연구는 암의 악성도가 세포 고유 특성뿐 아니라 주변 환경의 염증성 신호, 대사 상태, 세포외기질, 세포 간 접착, 혈관 형성에 의해 강화된다는 점을 실험적으로 해석하는 데 초점을 둔다. 더 나아가 EMT, 전이성, 저산소 적응, 세포 생존 신호를 연결하여 종양의 진화 과정 전체를 통합적으로 이해하고자 한다. 실용화 측면에서도 이 연구축은 매우 강하다. 면역항체 치료소재 개발지원센터 구축사업, STAT3 저해제 관련 과제, 천연물 유래 항암 활성 화합물 특허, NLRP3 억제제 개발 등은 연구실이 기전 규명과 약물 후보 발굴을 동시에 추진하고 있음을 보여준다. 즉, 종양미세환경 연구는 단순 관찰이 아니라 새로운 약물표적 발굴, 병용치료 설계, 항암 부작용 저감, 바이오의약품 개발로 이어지는 번역연구 플랫폼의 역할을 하고 있다.