최제민 교수팀, 중추신경계 염증질환 치료할 신약후보물질 개발

▲ 한양대학교 자연과학대학 생명과학과 최제민 교수

국내 연구진이 약물전달이 어려운 다발성 경화증과 같은 중추신경계 염증질환을 조절할 수 있는 신약후보물질을 개발했다.

한양대 생명과학과 최제민 교수와 임상호, 김원주 연구원이 주도한 연구팀은 성균관대 서민아 교수(기초과학연구원) 연구팀과 공동으로 인간 단백질에 존재하는 세포막 투과 아미노산서열을 이용해 뇌혈관장벽을 투과, 단백질과 같은 고분자 물질을 전달할 수 있는 펩타이드 기반 약물전달 시스템을 개발했다. 이 연구는 한국연구재단, 한국보건산업진흥원, 기초과학연구원 지원사업으로 수행됐다. 연구결과는 세계적 권위의 학술지인 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)지 9월 16일 온라인에 게재됐다(논문명 : dNP2 is a blood-brain barrier-permeable peptide enabling ctCTLA-4 protein delivery to ameliorate experimental autoimmune encephalomyelitis).

최제민 교수팀이 개발한 ‘펩타이드 기반의 중추신경계 약물전달시스템’은 기존에 사용되기 힘들었던 뇌질환 관련 약물 치료법의 한계를 극복한 매우 획기적인 방법으로 알려진다. 뇌혈관장벽은 높은 선택적 투과성을 통해 독성물질 혹은 세균과 같은 감염성 등 어떠한 위험 물질로부터 뇌조직을 격리하여 보호하는 역할을 한다. 하지만 이러한 장벽은 알츠하이머, 파킨슨 병, 다발성 경화증, 뇌암과 같은 중추신경계 염증질환을 치료할 수 있는 약물전달을 제한해 뇌질환 관련 신약개발에 큰 제약이 돼왔다. 최제민 교수팀이 개발한 뇌혈관장벽을 투과할 수 있는 펩타이드 기반 약물전달 시스템을 이용하면, 다양한 뇌질환에 적용 가능한 약물을 뇌조직으로 성공적으로 전달하여 신약개발에 큰 파급효과가 예상된다.

이번에 개발된 물질은 인간 단백질 유래의 아미노산 서열을 활용해 안전하며 우리 몸에 자연적으로 존재하는 펩타이드를 이용한 dNP2 및 뇌혈관장벽 투과 및 치료 단백질인 ctCTLA-4단백질의 성공적 전달을 통해 자가면역질환의 주요 인자인 T세포의 기능을 효과적으로 조절할 수 있었다. 그 결과 면역작용에 의한 신경세포의 사멸 및 교란에 의한 운동장애, 하반신마비와 같은 증상이 완화되고 뇌조직내 침윤된 염증세포가 현저히 감소함을 확인했다. 다발성 경화증은 전 세계적으로 약 200만명 이상의 환자가 보고되고 있으며, 근본적 치료제가 없는 미충족 의료수요가 매우 높은 질병이다.

최제민 교수는 “이번에 개발된 뇌혈관장벽투과 T세포 면역조절 단백질은 앞으로 전(前)임상 단계로 진입해 다발성경화증 신약개발 연구를 지속할 것”이라며 “개발된 펩타이드를 활용해 알츠하이머, 파킨슨 병, 뇌암과 같은 다른 뇌질환에도 확대 적용 가능하다”고 말했다.

▲ 다발성경화증 치료단백질인 dNP2-ctCTLA-4의 작용기전