세포신호전달은 세포 내외부의 다양한 신호를 인식하고 이에 따라 세포의 생존, 분화, 사멸 등 다양한 생리적 반응을 조절하는 핵심적인 생명현상입니다. 김천 연구실은 특히 RIPK1, RIPK3, MLKL 등과 같은 단백질을 중심으로 하는 세포사멸(특히 necroptosis) 신호전달 경로의 분자적 기전을 심도 있게 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 세포사멸이 단순히 수동적인 과정이 아니라, 세포 내 신호전달 네트워크에 의해 정교하게 조절된다는 새로운 관점을 제시합니다. 연구실은 RIPK1의 death domain이 ZBP1 및 TRIF에 의한 세포사멸과 염증 반응을 어떻게 조절하는지에 대한 분자적 메커니즘을 규명하였으며, 이를 통해 조직 항상성과 염증성 질환의 발병 기전을 밝히는 데 기여하고 있습니다. 또한, 세포사멸 신호전달 경로의 이상이 다양한 염증성 질환 및 조직 손상과 밀접하게 연관되어 있음을 동물 모델과 세포 실험을 통해 입증하였습니다. 이러한 연구 결과는 세포사멸 신호전달 경로를 표적으로 하는 새로운 치료제 개발의 가능성을 제시하며, 향후 염증성 질환, 자가면역질환, 암 등 다양한 질환의 치료 전략 수립에 중요한 기초 자료를 제공합니다.

Z-DNA와 Z-RNA는 기존의 우선형 B-DNA와는 다른 좌선형 구조로, 생리적 조건에서 매우 불안정하지만 최근 그 생물학적 중요성이 새롭게 조명되고 있습니다. 김천 연구실은 ZBP1, ADAR1 등 Z-DNA/RNA 결합 단백질이 어떻게 면역반응, 염증, 조직 항상성에 관여하는지에 대해 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히, ZBP1이 Z-RNA:DNA 하이브리드를 인식하여 세포사멸 및 염증 반응을 유도하는 분자적 기전을 규명하였으며, 이는 비정형 핵산 구조가 면역반응의 새로운 조절자로 작용할 수 있음을 보여줍니다. 이러한 연구는 Z-DNA/RNA 결합 단백질이 바이러스 감염, 자가면역질환, 만성 염증 등 다양한 병리적 상황에서 어떻게 작동하는지에 대한 이해를 넓히고 있습니다. 또한, Z형 핵산을 인식하는 단백질의 기능 이상이 질병 발생과 직결될 수 있음을 동물 모델과 임상 샘플 분석을 통해 입증하고 있습니다. 이 연구 분야는 기존의 유전정보 전달 및 발현 조절 패러다임을 넘어, 비정형 핵산 구조와 이를 인식하는 단백질이 생명현상과 질병의 핵심 조절자로 작용할 수 있음을 제시하며, 새로운 면역조절제 및 치료제 개발의 가능성을 열어주고 있습니다.

김천 연구실은 염증성 질환, 특히 천식과 같은 호흡기 질환에서 지질 매개 신호분자인 Lysophosphatidylserine(LysoPS)의 역할을 집중적으로 연구하고 있습니다. LysoPS는 호산구 및 기도 상피세포에서 다양한 신호전달 경로를 활성화하여 점액생성, 세포사멸, 염증반응을 유도하는 것으로 밝혀졌습니다. 연구실은 LysoPS가 TACE-EGFR-ERK 경로를 통해 점액단백질(MUC5AC) 생성을 촉진하고, 호산구의 세포외 그물(EET) 형성과 탈과립을 유도함으로써 중증 천식의 병태생리에 중요한 역할을 한다는 사실을 규명하였습니다. 이러한 연구는 LysoPS가 기존에 알려진 GPCR이나 TLR2 수용체와 무관하게 작용할 수 있음을 보여주며, 염증성 지질 신호의 새로운 기전을 제시합니다. 또한, LysoPS에 의한 호산구 반응이 중증 천식 환자에서 더욱 강하게 나타난다는 임상적 근거를 제시하여, 환자 맞춤형 치료 전략 개발에 기여하고 있습니다. 이 분야의 연구는 염증성 질환의 분자적 병태생리를 심층적으로 이해하는 데 중요한 단서를 제공하며, 지질 매개 신호를 표적으로 하는 새로운 항염증 치료제 개발의 가능성을 제시합니다.