류마티스관절염 · 건선 등 질환 동물모델서 치유효과 입증
기존 치료제 대비 독성 없는 펩타이드 치료제 이용 가능
국내 연구진이 '펩타이드 치료제'로 자가면역·염증성 질환을 치료할 수 있다는 실마리를 확인했다.
한국보건산업진흥원(원장 권덕철)은 최상돈·김욱(분자과학기술학과) 아주대 교수, 서창희(류마티스내과), 김순연·정재연(소화기내과) 아주의대 교수, 이상호 경희대 교수(경희대강동병원 신장내과) 공동연구팀이 자가면역질환 · 염증성질환 펩타이드 치료제를 개발했다고 지난달 31일 밝혔다.
이 치료제가 전신홍반루푸스, 류마티스관절염, 건선, 비알코올성지방간염 및 패혈증 질환 동물모델에서 치유효과를 입증했다는 것.
자가면역질환은 정상적인 신체 조직이나 세포에 대한 비정상적 면역반응이 나타나 발생한다. 전신홍반루푸스, 류마티스관절염, 강직성척추염, 건선, 제1당뇨병 등을 포함해 약 80여 가지의 질환이 있다.
아울러 염증성질환은 염증을 주병변으로 하는 질병을 총칭해 비알코올성지방간염, 알츠하이머병, 다발성경화증, 제2당뇨병, 패혈증 등이 있다.
초기 발병 원인은 크게 두 가지로 미생물과 병원체에 유래된 물질에 의해 감염성 염증 반응을 일으키거나 인체 내부 면역숙주에 유래된 물질에 의해 비감염성 염증 반응을 일으킨다.
모두 체내에서 선천성 면역반응을 유도하는 세포막 수용체 단백질인 '톨-유사 수용체'의 활성화가 부적절해 생기는 반응이다. 다만 이에 관한 질병 이해나 기전 규명은 부족하다는 게 진흥원 설명.
이와 관련, 연구팀은 인공지능 등을 활용해 광범위한 톨-유사 수용체 제어능력을 가진 펩타이드(MIP2)를 발굴했고, 염증성 사이토카인 제어가 가능한 것을 확인했다.
사이토카인은 면역세포를 비롯한 여러 세포에서 분비되는 단백질로 세포와 세포 사이의 신호전달에 관여한다.
연구 결과, 펩타이드(MIP2)가 질환동물모델에서 전신홍반루푸스, 류마티스관절염, 건선, 비알코올성지방간염 및 패혈증 등의 자가면역질환/염증성질환에 효과가 있음을 관찰했다.
최상돈 아주대학교 교수팀은 "이번 연구는 기존 치료제에 비해 비교적 독성이 없는 펩타이드 치료제를 이용해 자가면역질환/염증성질환을 치료할 수 있다는 중요한 실마리를 제공했다는데 의미가 있다"고 했다.
이어 "향후에는 이번 연구대상 질환 외에도 다른 자가면역질환/염증성 질환에 효과가 있는지에 대해 추가적인 연구를 계획하고 있다"고 덧붙였다.
한편, 이 연구는 보건복지부와 한국보건산업진흥원이 지원하는 연구중심병원 육성 R&D사업으로 수행됐으며 'Biomaterials'에 지난달 17일 게재됐다. 이와함께 한국보건산업진흥원은 논문 주요 연구내용을 다음과 같이 밝혔다.
1. 연구의 필요성
톨-유사 수용체(Toll-like receptor; TLR)는 바이러스, 박테리아 및 곰팡이에 대항하기 위한 내재면역의 중요한 패턴인식수용체이다.
반면에 내부 조직 손상에 의한 톨-유사 수용체의 부적절한 염증 활성화는 자가면역질환/염증성질환인 류마티스관절염, 제1당뇨, 전신홍반루푸스, 건선, 강직성척추염, 다발성경화증, 크론병, 염증성대장염, 통풍을 비롯해 비알콜성지방간염, 제2당뇨를 포함한 대사질환, 알츠하이머병을 포함한 퇴행성뇌질환 등 다양한 난치성 질환을 유발시키나 현재 그 활성화 인자 및 제어를 위한 분자 기전의 규명은 매우 미약하다.
2. 연구내용
자가면역질환/염증성질환에서 TLR 세포질 도메인에 있는 어댑터 단백질들의 상호작용은 TLR 및 하위 신호전달 활성화에 필수적이다. 어댑터 단백질 중에서 Mal(MyD88-adapter-like)은 BB 루프 매개 자가-올리고머화의 가능성을 가지며 αC 및 αD 나선을 통해 다른 어댑터와 상호작용한다.
연구팀은 pharmacophore 및 인공지능을 이용해 광범위한 TLR 억제능력을 가진 펩타이드를 개발해 자가면역 및 염증 제어 기능을 확인했고, 전신홍반루푸스, 류마티스관절염, 건선, 비알코올성지방간염 및 패혈증 질환 동물모델에서 그 치유효과를 입증했다.
자가면역질환 및 염증성질환 치료제는 한 가지 질환에서 효과가 증명되면 동일범위내 다양한 다른 질환에도 적용이 가능한 특성이 있다.