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김용선 연구실

한림대학교 의예의학과

김용선 교수

Therapeutic Development

Prion Diseases

Early Diagnosis Techniques

김용선 연구실

의예의학과 김용선

김용선 연구실은 의학과를 기반으로 바이러스학, 특히 프리온 질환 및 신경퇴행성 질환의 병리기전, 진단, 치료법 개발에 중점을 두고 있는 국내 최고 수준의 연구실입니다. 본 연구실은 크로이츠펠트-야콥병(CJD), 광우병(BSE), 변종 CJD 등 다양한 프리온 질환의 발병 원인과 진행 과정, 그리고 분자생물학적 특성을 심층적으로 분석하고 있습니다. 프리온 단백질의 구조 변형, 축적, 그리고 신경세포 및 신경교세포의 병리적 변화에 대한 연구를 통해 질환의 근본적 이해를 도모하고 있습니다. 특히, 본 연구실은 프리온 질환의 조기 진단을 위한 혁신적 기술 개발에 앞장서고 있습니다. Real-Time Quaking-Induced Conversion(RT-QuIC), 전기적 신호를 이용한 단백질 오접힘 증폭법(ePMCA) 등 극미량의 병원성 프리온 단백질을 검출할 수 있는 첨단 진단법을 개발하였으며, 실제 임상 샘플에 적용하여 높은 민감도와 특이도를 입증하였습니다. 또한, 진단용 항체 개발, 바이오마커 발굴, 다양한 체액에서의 병원성 단백질 검출법 등 실용적 진단기술 연구도 활발히 진행하고 있습니다. 이와 더불어, 단백질 변형(시트룰린화 등)과 신경퇴행성 질환(알츠하이머병, 파킨슨병 등)과의 연관성 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. Peptidylarginine Deiminase(PAD)에 의한 단백질 시트룰린화가 신경세포 기능 저하, 미토콘드리아 이상, 산화적 스트레스, 자가포식 경로 변화 등 다양한 병리적 현상과 어떻게 연결되는지 규명하고 있습니다. 이를 통해 신경퇴행성 질환의 새로운 진단 및 치료 표적을 발굴하고 있습니다. 또한, 내인성 레트로바이러스와 프리온 질환의 상호작용에 대한 연구도 선도적으로 수행하고 있습니다. 내인성 레트로바이러스의 활성화가 프리온 단백질의 변형 및 질환 진행에 미치는 영향, 그리고 신경계 감염 및 면역반응 변화와의 연관성을 동물모델과 세포모델을 통해 분석하고 있습니다. 이러한 연구는 신경계 감염질환 및 퇴행성 질환의 예방과 치료 전략 개발에 중요한 단서를 제공하고 있습니다. 김용선 연구실은 다수의 국내외 특허, 학술논문, 저서, 그리고 다양한 정부 및 학술기관 지원 연구과제를 수행하며, 국내외 학술대회에서 활발히 연구성과를 발표하고 있습니다. 이러한 연구 역량을 바탕으로, 신경퇴행성 질환의 조기 진단, 병리기전 규명, 치료제 개발 등 의생명과학 분야의 발전에 크게 기여하고 있습니다.

Therapeutic Development
Prion Diseases
Early Diagnosis Techniques
프리온 질환의 병리기전 및 진단기술 개발
프리온 질환은 비정상적으로 접힌 프리온 단백질(PrPSc)이 정상 단백질(PrPC)을 변형시키며 신경계에 치명적인 손상을 초래하는 퇴행성 뇌질환입니다. 본 연구실은 크로이츠펠트-야콥병(CJD), 광우병(BSE), 변종 CJD 등 다양한 프리온 질환의 발병 기전과 병리적 특성을 심층적으로 연구하고 있습니다. 특히, 프리온 단백질의 구조 변형, 축적, 그리고 이로 인한 신경세포 사멸 및 신경교세포 활성화 과정에 대한 분자생물학적, 면역조직학적 분석을 수행하고 있습니다. 프리온 질환의 조기 진단을 위한 혁신적인 기술 개발도 연구의 핵심입니다. 본 연구실은 극미량의 병원성 프리온 단백질을 검출할 수 있는 Real-Time Quaking-Induced Conversion(RT-QuIC) 분석법, 전기적 신호를 이용한 단백질 오접힘 증폭법(ePMCA) 등 다양한 진단 플랫폼을 개발 및 검증하였으며, 실제 임상 샘플에 적용하여 높은 민감도와 특이도를 입증하였습니다. 또한, 프리온 질환의 조기 진단을 위한 바이오마커 발굴, 진단용 항체 개발, 그리고 다양한 체액(뇌척수액, 혈액 등)에서의 병원성 단백질 검출법을 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 프리온 질환의 조기 진단과 예후 예측, 그리고 효과적인 방역 및 치료 전략 수립에 중요한 기초 자료를 제공합니다. 더불어, 프리온 질환의 분자적 특성을 규명함으로써, 향후 신경퇴행성 질환 전반에 대한 이해와 치료법 개발에도 기여할 것으로 기대됩니다.
단백질 변형 및 신경퇴행성 질환과의 연관성 연구
본 연구실은 프리온 질환뿐만 아니라 알츠하이머병, 파킨슨병 등 다양한 단백질 응집 관련 신경퇴행성 질환의 분자적 기전을 집중적으로 연구하고 있습니다. 특히, Peptidylarginine Deiminase(PAD)에 의한 단백질 시트룰린화(citrullination)와 같은 비정상적 단백질 변형이 신경세포의 기능 저하 및 사멸에 미치는 영향을 규명하고 있습니다. 이 과정에서 시트룰린화된 단백질이 신경교세포 활성화, 미토콘드리아 기능 이상, 산화적 스트레스 유발 등 다양한 병리적 변화를 유도함을 밝혀내고 있습니다. 또한, 본 연구실은 프리온 단백질의 변형과 축적이 신경세포 내 자가포식(autophagy) 경로, 신호전달계(JAK-STAT, MAPK 등), 면역반응 및 염증반응과 어떻게 상호작용하는지에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 단백질 변형이 신경계 내 항상성 붕괴와 신경세포 사멸, 신경교세포의 병적 활성화, 그리고 전신적 면역반응 변화로 이어지는 복합적인 병리 네트워크를 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 단백질 변형이 신경퇴행성 질환의 발병과 진행에 미치는 근본적 역할을 밝히는 데 중요한 의미를 가지며, 향후 신경퇴행성 질환의 조기 진단 및 치료 표적 발굴, 그리고 새로운 치료제 개발에 기초 자료를 제공할 것으로 기대됩니다.
내인성 레트로바이러스와 프리온 질환의 상호작용
본 연구실은 내인성 레트로바이러스(Endogenous Retrovirus, ERV)와 프리온 질환의 상호작용에 대한 선도적 연구를 수행하고 있습니다. 최근 연구에 따르면, 내인성 레트로바이러스의 활성화가 프리온 단백질의 병적 변형 및 축적, 그리고 신경계 내 염증반응에 영향을 미칠 수 있음이 밝혀지고 있습니다. 본 연구실은 동물모델과 세포모델을 활용하여 내인성 레트로바이러스의 발현 변화, 프리온 단백질과의 상호작용, 그리고 이로 인한 신경세포 및 면역세포의 병리적 변화를 체계적으로 분석하고 있습니다. 특히, 내인성 레트로바이러스가 프리온 단백질의 오접힘 및 감염성 증폭 과정에 미치는 영향, 그리고 프리온 질환의 진행 및 중추신경계 손상에 미치는 역할을 분자생물학적, 면역학적 기법을 통해 규명하고 있습니다. 또한, 내인성 레트로바이러스의 활성화가 프리온 질환의 감염성, 병원성, 조직 특이성 등에 미치는 영향을 다양한 동물모델(노화모델, 유전자 변형 마우스 등)에서 연구하고 있습니다. 이 연구는 프리온 질환의 새로운 병리기전 규명과 더불어, 내인성 레트로바이러스가 신경퇴행성 질환의 위험인자 또는 조절인자로 작용할 수 있음을 시사하며, 향후 신경계 감염질환 및 퇴행성 질환의 예방과 치료 전략 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대됩니다.
1
Trichloroethylene and Parkinson`s Disease: Risk Assessment
김용선
Molecular Neurobiology, 201712
2
Tyr42 phosphorylation of RhoA GTPase promotes tumorigenesis through neclear factor (NF)-κB
김용선
Free radical biology and medicine, 201711
3
The Peptidylarginine Deiminase Inhibitor Cl-Amidine Suppresses Inducible Nitric Oxide Synthase Expression in Dendritic Cells
김용선
INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, 201711
1
내인성 레트로바이러스에 의한 병원성 프리온의 생성과 병리기전 연구
한국연구재단
2017년 06월 ~ 2018년 05월
2
프리온 질환 모델을 이용한 치료제 개발
한국보건산업진흥원
2017년 ~ 2017년 12월
3
단백질응집 관련 퇴행성 뇌질환의 기술융합적 연구를 위한 한림-웁살라 연구센터
한국연구재단
2015년 04월 ~ 2016년 03월