Our paper reports a human Gut-Brain-Vascular microphysiological platform that recreates bidirectional gut and brain communication through a perfused vascular channel. Using this platform, we demonstrate that gut-originating microbial/toxic and inflammatory cues can traverse vascular and barrier interfaces to impact brain-relevant endpoints, while brain-side neuroinflammatory/neurodegenerative conditions can, in turn, damage vascular integrity and gut barrier function.

Nat. Commun.

줄기세포 기반 체외 모델은 신약 개발과 질환 연구에 매우 중요한 도구로 활용되고 있습니다. 과거에는 주로 2차원 배양 방식이 사용되었지만, 이는 실제 인체 조직의 복잡한 환경을 충분히 반영하지 못한다는 한계가 있었습니다. 최근에는 3차원 오가노이드 기술이 발전하면서, 실제 인체 조직과 더 유사한 모델을 만들 수 있게 되었습니다. 하지만, 단순히 세포가 특정 신경세포로 “보인다”거나, 관련 단백질이 발현된다는 것만으로는 그 세포가 제대로 기능하고 있는지 판단하기 어렵습니다.

Adv. Funct. Mater.

우리가 일상적으로 접하는 태양빛의 자외선은 DNA 손상을 유발하며, 이러한 손상은 주로 뉴클레오타이드 절제 복구(Nucleotide excision repair, NER) 경로를 통해 복구됩니다. NER는 자외선(UV) 조사나 항암제 처리로 인해 발생하는 다양한 DNA 병변을 제거하는 핵심적인 DNA 복구 기전입니다. 이 과정에서는 여러 단백질들이 단계적으로 조립되고 해체되며 작동하고, 단백질 간의 정교한 상호작용이 각 단계를 정확하게 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.

Nucleic Acids Res.

저는 단일 세포를 같은 상태 그대로 두고, 서로 다른 관점의 정보를 한 번에 읽어내어 상호적으로 유의미한 연결고리를 찾을 수 있는 멀티모달 단일세포 분석에 관심이 있습니다. 최근에는 한 세포에서 전사체·후성유전 정보나 영상·전기생리·전사체를 함께 얻는 접근이 발전하면서, "세포 상태"를 더 입체적으로 정의할 수 있게 되었습니다. 이러한 연구 흐름을 확장해, ODT(광학회절단층촬영)로 세포의 물리적 구조(굴절률·건조질량·형태)를 파악하고, 라만 분광으로 화학적 조성(분자 진동 피크)을 동일한 호산구에서 연동해 분석 해나가는 opto-physicochemical profiling을 수행했습니다.

Mater. Today Adv.

본 연구는 간세포암(HCC)의 암 줄기세포 특성(cancer stemness)과 면역 회피(immune escape)를 조절하는 분자 기전을 규명하는 연구입니다. 최근 암 연구 분야에서는 단순히 종양 크기를 줄이는 치료를 넘어, 재발과 전이를 유도하는 암 줄기세포의 가소성(plasticity)과 종양 미세환경(TME)을 동시에 제어하는 전략이 중요하게 부각되고 있습니다. 특히 YAP signaling은 종양의 악성화, 줄기성 유지, 면역억제 환경 형성과 밀접한 관련이 있어 활발히 연구되고 있습니다.

Signal Transduct. Target. Ther.

DNA는 매우 긴 선형 polymer로, 핵 안에 들어가기 위해서는 반드시 접힌 상태를 유지해야 합니다. 이 과정에서 DNA를 직접적으로 접는 molecular machine이 cohesin protein complex입니다. Cohesin은 DNA를 잡고 밀어내는 (extrusion) 활성을 가지며, 이를 통해 chromatin loop 구조를 만들게 됩니다.

Sci. Adv.

최근 항생제 내성균(Multidrug-resistant bacteria)과 호흡기 바이러스 감염은 의료현장에서 점점 더 큰 위협이 되고 있습니다. 특히 중환자실이나 면역저하 환자에서는 바이러스 감염 이후 세균성 2차 감염이 동반되거나 복합감염이 발생하면서 치료가 더욱 어려워질 수 있습니다. 이러한 한계 속에서 병원체를 직접 제거하는 접근을 넘어, 숙주의 선천면역(innate immunity)을 사전에 프라이밍하여 감염을 예방하는 "숙주 표적 예방 전략(host-directed prophylaxis)"이 새로운 대안으로 주목받고 있습니다.

EBioMedicine

장출혈성 대장균(Enterohemorrhagic Escherichia coli, EHEC) 감염은 단순한 식중독을 넘어, 용혈성 요독 증후군(HUS)이나 혈전성 미세혈관병증(TMA)과 같은 치명적인 전신 합병증을 유발하는 중대한 보건 문제입니다. 지난 수십 년간 학계는 이러한 합병증의 원인을 '시가독소(Shiga toxin)에 의한 혈관 내피세포 손상'이라는 단일 패러다임으로만 설명해 왔습니다.

Sci. Adv.

이번에 발표한 논문은 급성 신장손상(Acute Kidney Injury, AKI)에서 염증, 산화스트레스, 그리고 미토콘드리아 기능 저하가 서로 얽혀 질환을 악화시키는 과정을 조절하기 위한 나노의약 전략을 다룬 연구입니다. AKI와 만성콩팥병(Chronic Kidney Disease, CKD)은 유병률과 사망률이 높아 전 세계적으로 중요한 보건 문제로 인식되고 있습니다. 한국에서도 만성콩팥병의 유병률이 높으며, 급성 신장손상은 입원 환자와 중환자실에서 흔히 발생하고 사망 위험을 유의미하게 증가시키는 질환입니다.

J. Nanobiotechnol.

주요우울장애는 현대 사회의 많은 구성원이 겪고 있는 대표적인 정신질환입니다. 과거에는 사회적 낙인(Stigma)으로 인해 진단과 치료에 소극적이었으나, 최근 사회적 인식이 크게 개선되면서 특히 젊은 층을 중심으로 정신건강의학과를 찾는 빈도가 눈에 띄게 증가하고 있습니다. 그러나 이러한 현상은 단순한 인식 변화를 넘어, 실제 현대 사회에서 우울증 발병률 자체가 급증하고 있음을 시사합니다.

Mol. Psychiatr.

광역학치료(Photodynamic therapy, PDT)는 빛을 이용해 원하는 부위에서만 반응을 유도할 수 있어 부작용을 줄일 수 있는 장점이 있지만, 실제 고형암에서는 빛의 조직 투과와 종양 미세환경의 제약으로 충분한 ROS(reactive oxygen species)를 생성하기 어려운 경우가 많습니다. 이에 따라 최근에는 근적외선 기반 광활성화 플랫폼과 약물 전달 및 표적화 기술을 결합해 PDT 효율을 높이려는 연구가 활발하며, PDT가 유도하는 종양 항원 노출과 면역원성 변화를 면역치료와 연결하려는 병용 전략도 중요한 흐름으로 자리 잡고 있습니다.

Adv. Healthc. Mater.

인공지능(Artificial Intelligence)과 나노의학(Nanomedicine)을 융합한 연구는 최근 빠르게 발전하며, 세포의 아바타로 불리는 천연 엑소좀의 기능을 모사한 엑소좀 모사 지질 나노입자(exosome-mimetic lipid nanoparticles)를 설계하고 이를 종양 특이적 표적화와 고효율 약물 전달에 적용하려는 방향으로 확장되고 있습니다. 기존의 약물 전달체 설계는 조성 최적화를 위해 반복적인 실험에 의존해야 했기 때문에 많은 시간과 비용이 소요되었으나, ...

Nano Converg.