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▲ 경상국립대 김명옥 교수와 박준성 박사. ⓒ 경상국립대
몸이 떨리거나 질질 끌며 걷는 증상이 나타나는 진행형신경퇴행성질환(일명 '파킨슨병')을 치료할 수 있는 약제 개발에 새로운 길이 열렸다. 19세기 말에 처음으로 보고한 영국 의사(제임스 파킨슨)의 이름을 따서 붙여진 질환이다.
경상국립대학교는 이 대학 생명과학부·응용생명과학부 김명옥 교수 연구팀이 아디포넥틴의 수용체에 특이적으로 결합해 뉴런에 영향을 미치는 대사 호르몬인 아디포넥틴 구조-기능 유사 천연단백물질이 파킨슨병 치료에 탁월한 효과가 있음을 세계 최초로 확인했다고 22일 밝혔다.
이는 파킨슨병에서 아디포넥틴 유사 천연단백물질이 경로(AdipoR1/MAPK/AMPK/mTOR)를 통한 신경염증 완화, 시냅스 회복 및 자가포식을 통한 알파시누클레인 감소로 신경보호 효과를 세계 최초로 확인한 것으로 파킨슨병 치료제 개발에 새로운 길이 열린 것으로 평가된다고 이 대학은 전했다.
김명옥 교수팀의 이번 연구 논문은 세계적인 학술지 <의생명과학 저널>에 지난 11일 온라인 발표됐다. 김 교수가 단독교신책임저자이고 박준성 박사(제1저자)를 포함해 5명이 참여했다.
경상국립대는 "이 논문의 주된 내용을 바탕으로 파킨슨병 치료제 개발 상용화를 염두에 두고 국내와 국제 30개국(PCT) 출원을 이미 완료했고, 등록 진행중이다"라며 "이 특허의 주된 내용이 세계적인 학술지에 논문으로 게재됨으로써 이 기술의 원천성은 더욱 강화될 것으로 기대된다"라고 밝혔다.
이 대학은 "국내와 다국적 제약사들은 파킨슨병 치료제 개발에 노력하고 있으나, 아직 근원적인 문제를 해결할 뚜렷한 기술이 개발되지 않고 있다"라며 "기존에 알려진 대부분의 파킨슨병 치료제는 저하된 신경전달 물질(도파민 등)의 약물이다. 그러나 이러한 기존 약물들은 약물 효능이 오래 가지 않고 부작용 우려가 있다"라고 설명했다.
김명옥 교수 연구팀은 체내에 존재하는 단백질 가운데 에너지 대사를 촉진하고 면역 및 항염증 특성을 가진 단백질인 아디포넥틴에 주목했다는 것이다.
아디포넥틴은 지방세포에서 분비되는 단백질로 체내 포도당과 지방 대사에 관여하며, 인슐린 감수성을 높이고, 혈액뇌장벽을 가로질러 아디포넥틴 수용체를 통해 뉴런에 영향을 미치는 호르몬이다. 아디포넥틴 수용체 1은 뇌에서 특히 많이 발현된다.
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▲ 파킨슨병 유도 마우스 동물 모델에서 천연단백물질 처리 시 AdipoR1/MAPK/AMPK/mTOR 신호경로를 통한 자가포식(autophagy)으로 알파시누클레인 감소 확인. ⓒ 경상국립대
경상국립대는 "연구팀은 파킨슨병 모델의 뇌 조직에서 아디포넥틴 수용체 1의 발현이 현저히 감소함을 세계 최초로 규명하였다"라며 "이는 신경세포의 아디포넥틴 신호전달을 다시 활성화하는 것이 파킨슨병 치료를 위한 새로운 패러다임임을 의미하는 중요한 단서였다"라고 밝혔다.
김명옥 교수는 "현재 어려움을 겪고 있는 파킨슨병 치료제 개발에 새로운 패러다임의 적용이 필요했다. 현재 세계적으로 파킨슨병 치료제 개발에 노력하고 있으나, 아직 근원적인 문제를 해결할 뚜렷한 기술이 개발되고 있지 않다"라고 밝혔다.
그는 "이번 연구에서 도출된 파킨슨병에 대한 천연단백물질 치료제는 새로운 경로(MAPK/AMPK/mTOR)를 통해 파킨슨병의 병리학적 신경퇴화를 예방할 수 있을 뿐만 아니라 신경독성으로부터 신경세포를 보호할 수 있는 새로운 치료 전략이 될 수 있을 것"이라며 "다양한 뇌질환에 적용해 치료 범위의 확대와 체내 투여를 통해 향후 파킨슨병 예방제로도 기대할 수 있다"라고 말했다.
또 김 교수는 "파킨슨병 치료 천연단백물질의 생물정보학적 기능-구조 분석을 통해 부작용이 없고 치료 효과를 극대화할 수 있는, 실용화 가능한 파킨슨병 치료 펩타이드를 개발 중이다"라고 설명했다.
김명옥 교수는 퇴행성 뇌질환 원인 규명 및 발병기전, 체외 조기 진단, 치료물질 개발, 치매-대사질환 연구를 지속해 오고 있고 2020년부터 과학기술정보통신부(한국연구재단) 뇌신경극복 면역제어 연구단을 이끌어 오고 있다. 이번 연구성과는 과하기술정보통신부 한국연구재단의 '뇌질환극복 개발사업'의 지원을 받아 수행했다.
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