세포주를 이용한 연구는 대상 세포를 무한정 얻을 수 있고, 같은 실험을 반복할 수 있으며, 살아있는 상태에서의 세포 내 대사 작용을 연구할 수 있고 체내에서 불가능한 여러 가지 조작을 할수 있다는 장점을 가지고 있다. 세포주는 현재 생명과학 분야에서 활발히 연구되고 있는 세포의 분화, 각종 유전자 발현, 약제 감수성 및 내성, 세포의 침습 및 전이, 세포 표지 항원의 발현 및 분비, 단세포군 항체의 개발, 생체반응 조절물질의 효과, 세포의 성장 및 억제인자와 유전자 연구 등 다양한 관련 연구의 필수적인 재료로 활용되고 있다. 따라서 조직의 근원과 유전적 배경이 확실하면서 수립된 후 특성이 잘 분석된 다양한 세포주 개발이 필요하며 중요하다.
서울대학교 암연구소 세포생물학 실험실과 한국세포주은행에서는 생명과학 관련 분야의 해당 연구원들이 연구에 유용하게 사용할 수 있도록 1982년부터 우리나라 환자 유래의 세포주를 자체 수립하여 분양하기 시작했고, 1987년부터는 국내뿐 아니라 국외 연구자들에게도 세포주를 공급하고 있다. 그 결과 한국세포주은행에서는 현재까지 7,200여례의 조직세포를 배양하여 다양한 조직에서 기원한 2,000여 종류의 세포주/오가노이드들을 수립하였으며, 보다 다양한 종류와 특성의 세포주를 개발하여 해당 연구에 도움을 주고자 계속 노력하고 있다. 한국세포주은행은 2017년도 과학기술정보통신부 생명연구자원 기탁등록보존기관으로 지정되었으며, 2020년부터는 국가전략생명연구자원 (세포주)전담기관으로 선정되어 국가 연구 인프라로서의 역할을 담당하고 있다.
한국세포주은행을 지원하기 위해 설립된 한국세포주연구재단(1991년 12월 18일 과학기술처설립 승인)은 유엔산하 세계지적재산권기구(WIPO) 지정(WIPO 공문 114호, 1993년 8월 31일)으로 “미생물 특허에 관한 부다페스트 조약상의 특허미생물 국제기탁기관”으로 인정받아 현재 세포주를 포함한 미생물 기탁사업을 수행 중이다. 현재 전 세계적으로 26개국에 48개 기탁기관만이 특허미생물 국제기탁기관(IDA, International Depositary Authority)으로 인정받고 있다.

현재 사용되는 암 연구 모델은 암 세포주, 환자 유래 PDXT와 최근에 주목을 받고 있는 암조직 유래 오가노이드 등이 있다. 오가노이드는 일종의 미니장기(organ)로 배아줄기세포, iPSC, 성체 줄기세포가 성장하여 형성할 수 있으며, 체내에서와 유사한 3차원 체외 배양환경에서 배양하면 줄기세포가 성장하여 자기복제와 동시에 분화하여 미니장기를 형성한다. 오가노이드 기반 플랫폼은 약물 스크리닝, 환자 오가노이드 바이오 뱅킹, 뇌 질환 및 감염 질환과 같이 기존에 구현하기 어려웠던 질병 모델링, 유전체 교정을 통한 재생 치료, 환자 유전체 정보와 연계한 맞춤 치료 및 밀 치료 등 다양한 잠재적 응용 가능성을 보여주고 있다. 본 연구실은 2016년 이후 대장암, 위암, 췌장암, 유방암, 간암, 신장암등 다양한 조직 유래 오가노이드를 개발하고 있다.
이와 같이 본연구실은 수립된 세포주 및 오가노이드등에 대한 차세대염기서열분석(Next Generation Sequencing; NGS)와 항암제 반응성검사를 포함하는 다양한 특성분석을 수행하고 있으며 이를 기반으로하는 다양한 암발생기전연구 항아제 내성관련 유전자 탐색과 기능분석, 방사선 내성 연구등의 의생명연구의 기틀이 되는 연구를 지속적으로 수행하고 있다.