[충북일보] 암 발생 억제 유전자를 규명한데 이어 지방축적과 간 손상을 억제하는 효소를 발견한 충북대 약학대 의과학연구센터가 각종 염증 억제와 관절염을 완화시킬 수 있는 물질을 개발해 주목을 받고 있다.

△ IL-32, 새로운 싸이토카인의 질병억제 및 작용기전 규명 연구

충북대학교 약학대학 MRC (의과학 연구 센터. 센터장 홍진태 교수) 연구팀이 치매치료제 개발에 병신년(丙申年) 새해에도 박차를 가하고 있다.

이 연구팀은 지난 2011년, IL-32 싸이토카인이 암 발생을 억제한다는 것을 규명하는 과정에서 치매치료제와 뇌졸중과 파킨슨병 등의 원인을 규명해 냈다.

이 과정에서 NF-kB 및 STAT3활성억제 및 lymphocytes 의 활성화가 주요 인자임을 규명 세계적 학술지에 (Oncogene, 2011; Cell Death Dis, 2013; Oncotarget; 2015) 연구내용을 발표한 이후, 각종 질병들에 대한 IL-32의 질환억제 효과를 연구하고 있다.

최근 충북대 의과학 연구센터는 IL-32가 지방축적억제 및 술에 대한 산화적 스트레스를 핵전사인자 (NF-kB) 및 대사 효소인 Cyp4502E1를 억제해 스트레스를 효과적으로 줄여 간 손상을 억제한다고 발표했다. (Obesity, 2015; Clin Sci, 2015).

이어 다른 염증성 질환인 관절염을 유도한 동물모델에서도 염증성 싸이토카인 분비를 촉진하는 핵전사인자 (NF-kB 및 STAT3)를 억제해 혈액 및 관절내 염증을 완화해 IL-32의 관절염 완화 효과가 있다는 것을 확인했다.(Oncotarget, 2015).

이 연구결과는 (그림 1) 그동안 IL-32가 염증반응을 촉진시킨다는 연구결과를 반증하는 주요한 연구내용으로 관련 학계로부터 관심을 받고 있다.

△ 뇌졸중, 파킨슨병 억제

연구팀은 최근 관심이 집중되고 있는 뇌질환 에서도 IL-32의 효과를 보고 했다. IL-32는 뇌졸중 (Mol Neurobiol, 2015a; Mol Neuobiol, 2015b), 파킨슨병 에서도 질환 억제효과를 보였다는 것을 확인했다.

연구팀은 최근에 EAE로 유도된 다발성경화증 모델에서 IL-32의 과발현이 염증완화를 통해 질병의 발병 및 진행을 억제한다는 연구 결과를 보고 하기도 했다 (Oncotarget, 2015).

이어 심장마비 및 뇌졸중 등의 직접적인 원인으로 알려져 있으며 암과 더불어 주요한 사망원인으로 알려져 있는 동맥경화증 (atherosclerosis)에 미치는 영향도 연구를 수행하고 있다.

특히 대조군 (그림 1의 왼쪽) 에 비해 IL-32가 과 발현된 마우스 혈관 (그림 2의 오른쪽) 에서 동맥경화 발병이 현저히 억제된 것을 발견했다.

이같은 연구결과는 동맥경화이자인 MMP9, MMP12 억제와 항 동맥경화인자인 Klf2 및 Timp3의 증가에 기인한 것으로 연구되고 있다.

IL-32관련 연구논문이 현재 세계적으로 240 여편이 발표되고 있는 가운데 홍진태 교수 연구팀이 15편의 연구결과를 각 분야 최고 수준의 저널에 발표해 이 분야 연구의 세계적인 연구실로 인정받고 있다.

△ 각종 질병의 새로운 역할 규명

연구센터에서는 치매환자에게서 암 발생이 낮다는 새로운 사실을 규명한바 있는데 (Oncogene, 2014) 로부터 치매유전자인 preseniline의에 point mutation에 의해 일어나는 유전적 치매에서 폐암 발생이 억제되는 것을 확인하고 그 원인을 규명해 peroxiredoxin 6의 발현이 매우 낮으나 반대로 치매의 원인이 되는 베타아밀로이드를 만드는 효소인 gamma-secretase활성은 높아져 peroxiredoxin 6이 가지는 iPLA2를 분해시킴으로써 그 활성도 감소가 암 발생을 억제하는 것을 찾아냈다.

센터는 Peroxiredoxin 6이 가지는 항산화효과와 iPLA2활성도 정도가 질병상태에 따라 서로 다른 역할을 할 것으로 판단하고 있다.

실제로 암 발생 과정에서는 활발한 암발생시 대사과정에서 산성도가 낮아져 (pH 4 정도) peroxiredoxin 6의 iPLA2활성이 높아져 더욱 암 발생을 촉진시킨다는 사실을 밝혀냈다 (Free Rad Bio Med, 2015; 2014).

이를 근거로 연구센터는 천연독성성분인 snake venom toxin (그림 3) 및 마늘에서 얻은 thacremonone 이 Peroxiredoxin 6의 iPLA2활서을 조절하는 DNA binding element 인 AP-1 와 결합해 iPLA2활성을 억제해 암 발생을 낮춘다는 사실을 학계에 보고하기도 했다.(Oncotarget, 2015; PLoS One, 2014).

이 연구결과는 앞으로 iPLA2가 각종 암의 주요한 원임임을 제시하는 동시에 이를 암표적 인자로 활용해 항암제를 개발하는 표적인자임을 제시했다.

이외에 peroxiredoxin 6는 항산화작용보다는 iPLA2활성 증가를 통해 MPTP 유도 파킨손 질병을 악화시킨다는 사실도 규명했고(Mol Neurobiol, 2014), EAE 유도된 근육활동이 위축되는 다발성경화증 동물 모델에서도 질병이 더욱 악화됨을 규명했다 (Oncotarget, 2015).

또한 collagen유도 관절염 동물 모델 (Arthritis Rheumatol. 2015) 에서 iPLA2 활성이 증가돼 질병의 발병 및 진행을 촉진한다 사실도 찾아냈다.

이를 근거로 항산화효소의 활성과 그 효소자체의 활성을 나타내는 구조적 특성 및 질병 환경에서의 단백질의 활성변화가 질병발생과 진행을 조절 할 수 있을 것으로 추정하고 있다.

현재 이 분야 연구논문은 세계적으로 250편이 발표되는 가운데 이 분야 세계 최고 수준 저널에 10여편의 논문을 홍진태 교수연구실 (그림 4) 에서 발표하고 있어 이 분야에서도 최고수준의 연구를 수행하고 있다.

△ 치매치료제 개발에 한발 앞서가는 연구실

홍진태 교수실에서 다양한 연구를 수행해오고 있지만 치매치료제 개발연구는 세계적 수준의 연구실적을 보이고 있다.

치매는 고령화에 따라 전세계적으로 급속히 환자수가 늘어나는 질병이다 (그림 5). 하지만 현재 치매치료제는 세계적으로 5종밖에 미국 FDA (미국 식품 의약품 허가청)로부터 승인받아 팔리고 있는데 이마저도 치료효능이 매우 약하다는 것이 학계 및 산업계의 판단으로 전 세계 연구진이 치매치료제 개발에 온힘을 쏟고 있다.

지난 2004년도부터 시작된 홍진태 교수연구실은 천연물을 이용한 치매치료제를 (주)바이오랜드와 손잡고 추진하고 있다.

후박나무로 부터 찾아낸 methylhonokiold을 주성분으로 하는 치매치료 천연물 신약에 대한 치매치료 효능, 천연물의 성분 안정성, 인체의 적합성을 판단하는 안전성 및 약물의 대사능 등을 바이오토스텍, 한국생명공학연구원 연구팀들과 원료수급을 담당한 바이오랜드와 손잡고 산학공동으로 10여년을 연구를 진행하고 있다.

그동안 이 연구를 통해 10억원에 달하는 기술이전 및 기부금 통해 대학에 기여하였으며, 신약개발의 노하우를 기업체 및 동료교수들과 공유하는 등 학교 및 지역 기업체의 연구개발 능력 향상에도 크게 기여하고 있다.

그 동안 치매관련 최고 수준의 저널에 (Journal of Alzheimer's Disease) 30여편 논문을 발표하였고, 10 여편이상의 특허를 주) 바이오랜드에 제공하는 성과를 얻었으며, 현재 이 치매치료제는 식약처의 IND승인을 획득 서울대 분당병원에서 임상시험 중에 있다.

충북대 약대 의과학 연구센터는 2008년도에 약대 최초로 국가 (미래부)에서 지정한 집단연구센터로 12명의 약대 교수와 100여명의 연구진이 연구에 전념해 충북의 주력산업인 바이오산업의 최고기술 창출과 고급인력배출에 크게 기여하고 있다.

그동안 전국적으로 10여명이상의 교수를 배출했고, 식약처에 50여명의 연구진 배출, 첨단의료복합단지에 10여명, 지역산업체에 150여명의 주요 연구인력을 배출해 왔다.

연구실적은 신약개발 3건, 기능성식품 5건, 화장품개발 10여건 이상에 직접 또는 공동개발에 참여해 오고 있다.

의과학 연구센터 (MRC) 센터장을 엮임하고 있는 홍진태 (사진)교수는 탁월한 연구업적을 내는 연구자 교수로 인정받고 있다.

지난 2012년 대한약학회 최고학술상 하나인 활명수상을 수여받았으며 2015년도에는 한국응용약물학회 영애의 1회 약원상을 수여 받았고 충북대의 대표적 연구자로 매년 최고 우수논문상 등을 수여 받아오고 있다.

홍진태 교수 연구실은 SCI논문 impact factor (IF, 영향력지수) 5점 이상 논문만도 매년 10-15편씩 발표하는 세계적 수준의 연구를 자랑하는 연구실이 되고 있다.

그는 첨단의료복합단지 유치 및 추진단장으로 역할을 수행해 왔으며, 충북도 산업기술지도작성, 바이오마스터 플랜, 과학벨트기능지구 설립, 오송 생명과학단지내 임상병원 및 기업 유치를 위한 전략 수립 등 오송 바이오산업의 발전에 기여를 해오고 있다.

홍 교수는 현재 충북산학융합본부 원장직을 역임하면서 연구, 지역 및 국가바이오산업에 봉사, 산학협력을 위해 노력하고 있다.

/김병학기자kbh7798@naver.com

출처 : http://www.inews365.com/news/article.html?no=428227