국내 연구팀, 새로운 오토파지 유도 약물 발견

오토파지 이상 현상 치료제·혈관 재협착증 방지약품 개발 가능성 제시

▲인다트라린과 기존의 오토파지 유도 약물로 알려져 있는 라파마이신을 세포에 처리했을 증가하는 자가 소화 액포 (autophagic vacuole)을 전자현미경을 통해 관찰한 이미지.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 국내 연구팀이 새로운 오토파지(autophagy) 유도 약물을 발견했다. 오토파지는 자가포식 작용으로 세포 내 오래된 단백질 혹은 제 기능을 못하는 소기관들을 분해해 다시 세포의 에너지원으로 사용하는 현상을 말한다. 오토파지로 연구를 하고 있는 일본의 오스미 요시노리 교수가 올해 노벨화학상을 수상한 바 있다.

오토파지는 세포 속 소기관이 불필요하거나 기능하지 않는 단백질 등을 분해해 세포의 에너지원으로 사용하는 현상이다. 세포 스스로 생존을 위해 내부 단백질을 '재활용'하는 시스템이다. 오토파지 현상은 세포가 쓸 수 있는 영양분이 부족하거나 외부 미생물에게 침입을 받는 등 생존에 위협적 스트레스 상황에서 활성화된다. 오토파지 현상에 이상이 생기면 암, 당뇨병과 같은 신진대사성 질환과 면역, 혈관질환 등이 발생할 수 있다.

오토파지 유도를 통해 세포 기능을 조절하는 새로운 약물을 발견한다면 기존의 치료제를 대체할 수 있다. 기존 약물과 함께 사용해 저용량의 병용 치료법을 개발할 수 있다. 후보 약물의 세포 내 작용 원리를 밝혀내어 오토파지 기전 규명에도 기여할 수 있게 된다.

연구팀은 항우울제로 알려진 인다트라린(indatraline)을 새로운 오토파지 유도 약물로 발견했다. 약물을 처리할 때 오토파지의 주요 작용기관인 세포 내의 오토파고좀과 리소좀의 증가를 확인했다. 연구팀은 세포 기반 고효율 스크리닝 시스템을 통해 유도 약물을 발견하고 형광면역염색과 전자현미경, 작용인자 발현 분석을 통해 약물의 오토파지 유도 활성을 확인했다.

인다트라린이 기존 약물과 다른 작용을 하는 것도 규명했다. 인다트라린은 AMPK 상위의 다른 신호전달 체계에 작용해 기존의 오토파지 억제제(3-MA, wortmannin 등)에 의한 영향을 받지 않기 때문이다. 이를 통해 새로운 작용기전으로 오토파지를 유도하며 기존 약물의 한계점을 보완하고 새로운 치료법을 개발할 수 있다.

이번 연구로 항우울제인 인다트라린이 오토파지 유도 활성을 통한 혈관 재협착증 방지 효과를 가지고 있음을 증명했다. 인다트라린의 약효가 작용할 수 있게 하는 호르몬(모노아민) 수송체가 새로운 오토파지 조절 단백질로서의 가능성이 제시됐다.

권호정 연세대 교수 연구팀이 이번 연구를 수행했다. 연구 결과는 국제학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 10월3일자(논문명 : The antidepressant indatraline induces autophagy and inhibits restenosis via the suppression of mTOR/S6 kinase signaling pathway)에 실렸다.

권호정 교수는 "새로운 오토파지 유도 약물 발견을 통해 기존과 다른 작용기전으로 오토파지를 유도해 혈관 재협착증 치료제의 후보물질 개발 가능성을 밝혀냈다"며 "이는 기존에 알려진 약물의 새로운 약효를 발견함으로써 신약 재창출의 가능성을 제시한 것"이라고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr