서상원 연구실은 아연(Zinc)의 항상성 조절이 뇌질환의 병태생리와 신경세포 보호에 미치는 영향을 심도 있게 연구하고 있습니다. 아연은 중추신경계에서 다양한 생리적 기능을 담당하지만, 병적 상황에서는 과도한 아연의 방출과 축적이 신경세포 사멸, 산화적 스트레스, 염증 반응을 유발할 수 있습니다. 본 연구실은 뇌졸중, 외상성 뇌손상, 간질, 저혈당성 뇌손상 등 다양한 신경계 질환 모델에서 아연의 역할을 규명하고, 아연 항상성의 붕괴가 신경세포 손상 및 인지기능 저하로 이어지는 분자적 기전을 밝히고 있습니다. 특히 아연 수송체(ZnT3) 유전자 결손 동물모델, 아연 킬레이터 및 아연 보충제 투여 실험을 통해 아연의 신경보호 및 신경발생 조절 효과를 검증하고 있습니다. 또한 아연과 연관된 신호전달 경로(예: NADPH oxidase, AMPK, mTORC1 등)와 산화적 스트레스, 세포사멸, 신경염증의 상호작용을 다각적으로 분석합니다. 이러한 연구는 아연의 병태생리적 역할뿐 아니라, 아연 조절을 통한 신경계 질환의 예방 및 치료 전략 개발에 중요한 근거를 제공합니다. 연구실은 아연 항상성 조절 기반의 신경질환 치료제 개발에도 앞장서고 있습니다. 아연 및 NAC(N-acetylcysteine) 복합제, 아연 킬레이터, 아연 수송체 조절제 등 다양한 후보물질의 효능을 동물모델과 세포모델에서 평가하며, 관련 특허도 다수 출원하였습니다. 이러한 연구는 다발성 경화증, 외상성 뇌손상, 뇌졸중, 알츠하이머병 등 다양한 신경계 질환의 새로운 치료법 개발로 이어질 것으로 기대됩니다.

본 연구실은 뇌질환에서 신경세포 사멸의 분자적 기전과 이를 억제하는 신경보호 전략을 중점적으로 연구합니다. 저혈당, 뇌허혈, 외상성 뇌손상, 간질 등 다양한 병적 상황에서 신경세포는 산화적 스트레스, 아연 축적, NADPH oxidase 활성화, PARP-1 과활성화, 미토콘드리아 기능 저하 등 복합적인 경로를 통해 사멸에 이르게 됩니다. 연구실은 이러한 세포사멸 경로를 단계별로 규명하고, 각 단계에서의 치료적 개입 가능성을 실험적으로 검증하고 있습니다. 예를 들어, NADPH oxidase 억제제, PARP-1 억제제, 항산화제(NAC, 글루타치온 등), 아연 킬레이터, 미토콘드리아 기능 개선제(피루브산, DCA 등), 신경영양인자(BDNF) 보충, 줄기세포 치료 등 다양한 신경보호 전략을 동물모델과 세포모델에서 평가합니다. 최근에는 PDE4 억제제, LTCC 차단제, TRP 채널 억제제, sphingomyelinase 억제제 등 신경염증 및 이차적 신경손상 억제 후보물질의 효능도 활발히 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 신경세포 사멸의 근본 원인과 진행 과정을 분자 수준에서 이해하고, 실제 임상에 적용 가능한 신경보호제 및 치료법 개발로 이어집니다. 특히, 신경세포 사멸 억제를 통한 인지기능 회복, 신경발생 촉진, 신경염증 조절 등 다각적인 치료 효과를 목표로 하고 있습니다.

서상원 연구실은 성체 뇌에서의 신경발생(adult neurogenesis)과 그 조절기전을 집중적으로 연구하고 있습니다. 해마 치상회(dentate gyrus) 등에서 일어나는 신경발생은 학습, 기억 등 인지기능과 밀접하게 연관되어 있으며, 뇌손상이나 신경계 질환 후 신경재생 및 기능회복의 핵심 요소입니다. 연구실은 아연, NAC, 신경영양인자(BDNF), 줄기세포, 약물(예: citicoline, α-GPC, donepezil 등) 등이 신경발생과 인지기능 회복에 미치는 영향을 동물모델과 세포모델에서 다각적으로 분석합니다. 특히, 아연 및 NAC 복합제, 아연 수송체 조절, 줄기세포 이식, 집속 초음파 등 다양한 방법을 통해 신경발생을 촉진하고, 이로 인한 인지기능 개선 효과를 행동실험(미로 테스트 등)과 조직학적 분석으로 평가합니다. 또한, 조기 및 후기 치료 시점에 따른 신경발생 및 인지기능 회복의 차이, 신경발생과 신경염증, 산화스트레스, 혈뇌장벽 변화와의 상호작용도 심층적으로 연구합니다. 이러한 연구는 뇌손상, 치매, 간질, 저혈당성 뇌손상 등에서 신경재생과 인지기능 회복을 위한 새로운 치료전략 개발에 중요한 기초를 제공합니다. 실제로 연구실은 신경발생 촉진용 조성물 관련 특허를 다수 보유하고 있으며, 신경계 질환 환자의 삶의 질 향상에 기여할 수 있는 실질적 치료법 개발을 목표로 하고 있습니다.