김영미 연구실의 핵심 연구축 가운데 하나는 비알코올성 지방간 질환, 간섬유화, 간손상 및 간재생과 같은 간질환의 병태생리를 약물학적으로 해석하고, 이를 조절할 수 있는 치료 후보를 발굴하는 것이다. 연구실은 간세포와 간 성상세포를 포함한 다양한 간세포 모델을 기반으로 지방축적, 산화스트레스, 염증, 세포사멸, 조직 재형성 등 간질환 진행의 주요 단계를 체계적으로 분석한다. 특히 단순한 현상 관찰을 넘어, 특정 분자 신호가 질환의 악화와 회복에 어떤 방식으로 관여하는지 규명함으로써 질환 맞춤형 약물 전략을 수립하는 데 초점을 둔다. 이 연구 분야에서는 Nrf2, AMPK, ERK, LXR, CCN1 등의 신호전달 경로가 중요한 분석 대상이 된다. 연구실은 천연물 유래 화합물, 기존 약물의 재창출 후보, 신호전달 조절제 등을 활용하여 간세포 내 활성산소종 축적 억제, 지방합성 감소, 세포 생존성 향상, 섬유화 억제 효과를 검증해 왔다. 육두구 유래 넥탄드린 B의 간보호 효과, auranofin 및 대사체의 항간섬유화 가능성, MEK 억제제의 지방간 질환 개선 잠재력 등은 이러한 연구의 대표 사례로 볼 수 있다. 이처럼 분자기전과 약효 검증을 결합한 접근은 간질환의 원인별 차이를 반영한 정밀 약물학 연구로 이어진다. 향후 이 연구는 간질환의 진행 단계별 바이오마커 발굴, 간 손상 후 재생 반응의 조절, 그리고 약물 반응 예측 모델 구축으로 확장될 수 있다. 특히 간질환은 대사질환, 염증, 섬유화, 암화 과정이 연속적으로 연결되어 있기 때문에, 연구실의 기전 중심 연구는 예방·치료·재발 억제 전략을 통합적으로 설계하는 데 중요한 기반이 된다. 결과적으로 본 연구는 간질환 환자에게 보다 안전하고 효과적인 치료 옵션을 제공하고, 임상약물학과 기초약리학을 연결하는 중개연구의 가치도 함께 높이고 있다.

연구실은 약물학과 분자/임상약물학을 중심 정체성으로 하여, 질환 관련 분자 표적을 규명하고 실제 치료 전략으로 연결될 수 있는 약물 반응 기전을 연구한다. 이 접근은 특정 질환에서 어떤 분자 네트워크가 치료 반응성, 약물 저항성, 조직 손상 또는 회복에 영향을 주는지를 규명하고, 이를 토대로 기존 약물의 적응증 확장이나 신규 조성물 개발 가능성을 탐색하는 방식으로 이루어진다. 연구실의 저서와 교육 활동 또한 최적의 임상약료서비스와 약물요법의 체계화를 강조하고 있어, 기초기전 연구와 임상 적용의 연계성이 뚜렷하다. 이 연구는 다양한 질환 모델에서 약물 작용점과 생체 반응을 정밀하게 해석하는 데 강점이 있다. 예를 들어 tamoxifen 저항성 유방암에서 CCN2/c-MYC 축이나 ATF4-매개 ferroptosis 조절과 같은 기전 연구는 항암제 반응성 개선 전략으로 이어질 수 있으며, sorafenib 저항성 간세포암에서의 치료 표적 탐색 역시 약물 내성 극복 연구와 직결된다. 또한 PPAR, leptin, 산화환원 항상성, ferroptosis 같은 대사 및 세포사멸 관련 축을 분석함으로써, 단일 약효 평가를 넘어 복합 질환 환경에서의 약물 반응을 이해하려는 특징을 보인다. 이러한 분자·임상약물학 연구는 궁극적으로 환자 맞춤형 약물 선택, 약물 재창출, 병용요법 설계, 부작용 최소화 전략 수립에 기여할 수 있다. 연구실이 축적한 임상약료학, 약물치료학, 약리학 기반 지식은 실제 의료 현장에서 필요한 의사결정과도 밀접하게 연결된다. 따라서 본 연구 분야는 질병 기전 이해에 머무르지 않고, 실제 임상적 효용을 갖는 치료 표준 개발과 약물 사용 최적화라는 목표를 향해 확장되고 있다.

김영미 연구실은 전통적인 약리학 연구뿐 아니라, 최근에는 공간 전사체와 고해상도 분자 이미징을 활용해 조직 미세환경을 정밀하게 해석하는 연구에도 참여하고 있다. 고정 조직에서 RNA와 단백질을 세포 및 아세포 수준으로 시각화하는 공간 분자 영상 기술은 질환 조직 내 세포 구성을 정밀하게 파악하고, 세포 간 상호작용과 분자 발현의 위치 특이성을 이해하는 데 매우 중요하다. 이러한 접근은 기존의 평균값 중심 분석으로는 놓치기 쉬웠던 조직 내 이질성과 병변 특이적 반응을 밝혀내는 데 강점을 가진다. 연구실이 참여한 Spatial Molecular Imaging 및 SpatialDecon 관련 연구는 공간 유전자 발현 데이터에서 세포 유형을 정량화하고, 염증성 장질환이나 암 조직에서 면역세포 및 기질세포의 이질성을 해석하는 데 기여한다. 특히 대식세포와 호중구의 다양성, 종양 및 염증 조직에서의 세포 간 통신 네트워크, 반복 RNA와 종양 미세환경의 관계 등은 질환의 진행과 치료 반응을 이해하는 핵심 단서가 된다. 이는 약물 타깃이 단일 세포 내 분자에만 있는 것이 아니라, 조직 구조와 세포 상호작용의 맥락 속에서 규정된다는 점을 보여준다. 이 연구 방향은 향후 정밀의료와 고도화된 약물반응 예측 연구로 이어질 가능성이 높다. 조직 내 특정 세포군의 공간적 분포와 활성 상태를 이해하면, 어떤 환자군이 특정 약물에 더 잘 반응할지, 혹은 약물 저항성이 어떤 미세환경 조건에서 발생하는지를 보다 정교하게 예측할 수 있다. 따라서 공간생물학 기반 연구는 약리학의 적용 범위를 세포 수준에서 조직·미세환경 수준으로 확장시키며, 복합질환의 병태생리 이해와 차세대 치료전략 개발에 중요한 기반을 제공한다.