연구성과

당뇨 치료 부작용 낮춰 인슐린 대체할 핵산물질 개발

2015-08-17297
새로운 당뇨 치료 전략 및 신약 개발 방향 제시
류성호 교수 팀, 핵산 분야 권위 있는 학술지 ‘뉴클레익 액시드 리서치’에 논문 게재

류성호 교수(포스텍), 윤나오 연구원

혈당을 효과적으로 낮추지만 인슐린 부작용인 암발생 및 동맥경화 위험은 낮춘 새로운 핵산 물질 아이알에이48(IR-A48) 최초 개발
 
미래창조과학부(장관 최양희)와 한국연구재단(이사장 정민근)은 “포스텍과 카롤린스카연구소 공동연구진이 당뇨 치료 부작용의 위험을 낮춘 새로운 인슐린 대체 핵산물질을 개발했다”고 밝혔다.
 
류성호 교수(포스텍), 윤나오 연구원(포스텍, 박사과정), 퍼올로프 베르그렌 교수(스웨덴 카롤린스카연구소) 등은 핵산물질인 압타머(Aptamer)를 이용하여 당뇨병 치료제가 될 수 있는 새로운 인슐린 수용체 기능 조절제를 개발하기 위한 연구를 미래창조과학부와 한국연구재단이 지원하고 있는 기초연구사업(중견연구자지원)을 통해 수행하였으며, 이번 연구 결과물은 핵산 분야의 권위 있는 학술지인 뉴클레익 액시드 리서치(Nucleic Acids Research) 지 온라인 판 8월 5일 자에 게재되었다.
 
논문명과 저자 정보는 다음과 같다.
논문명: Agonistic aptamer to the insulin receptor leads to biased signaling and functional selectivity through allosteric modulation
저자 정보: 류성호(교신저자, 포스텍 교수), 윤나오(제1저자, 포스텍 박사과정), 퍼올로프 베르그렌(공동저자, 스웨덴 카롤린스카연구소 당뇨센터장)
 
논문의 주요 내용은 다음과 같다.
 
1. 연구의 필요성
   가. 당뇨병은 혈중 포도당의 수치가 높은 상태로 오랫동안 유지되는 대사성 질환으로 전 세계 약 3억 명, 국내에만 약 350만 명이 고통 받는 위험한 성인병이다.
   나. 당뇨환자의 혈당을 조절하기 위해 사용해온 인슐린은 세포증식을 과도하게 촉진시킴으로써 암 발병이나 동맥경화와 같은 심혈관계 질환의 위험을 증가시키기도 한다. 하지만 인슐린 투여에 의한 세포증식 촉진은 현재까지 통제할 방법이 없었다.
  
2. 발견 원리
   가. 생쥐 실험에서 아이알에이48(IR-A48)이라는 핵산물질(압타머*)이 체내에서 인슐린처럼 혈당을 효과적으로 낮추지만 세포증식은 시키지 않음을 확인하였다.
   * 압타머(Aptamer): 단일가닥의 DNA 혹은 RNA로 이루어진 핵산물질. 항체처럼 다양한 표적에 강력하게 결합하나, 생체 내에서 만들어지는 항체와 다르게 실험실에서 화학적 합성으로 빠르게 개발될 수 있다.
 
   나. 아이알에이48은 인슐린수용체*에서 인슐린과 다른 위치에 결합하며, 인슐린과는 달리 각종 세포 증식을 유도하는 아이지에프1(IGF-1) 수용체에는 결합하지 않는다. 또한 인슐린이 인슐린수용체에 있는 7개의 아미노산(티로신)을 모두 활성화하는 것과 달리 단 한 개(Y1150)만 활성화한다. 이런 선택적 활성화로 혈당을 낮추는 기능은 유지되지만 세포를 증식시키는 부작용은 나타나지 않는다.
   * 인슐린수용체: 인슐린과 특이적으로 결합하여 세포 내에 생리적 변화를 일으키는 세포막 상의 수용체
 
3. 연구 성과   
   가. 혈당을 효과적으로 낮추지만 인슐린과는 달리 세포분열은 촉진시키지 않는 압타머 아이알에이48을 최초로 발굴하여 부작용 위험을 낮춘 신개념 당뇨병 치료제 개발의 새 장을 열었다.
나. 압타머를 이용해 수용체의 활성을 선택적으로 조절하는 것이 가능하다는 사례를 세계 최초로 보고하여 신약 개발의 새로운 방향을 제시하였다.
 
한편, 이번 연구의 책임자인 류성호 교수는 “발굴된 아이알에이48는 기존의 당뇨 치료제의 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 진보된 치료전략을 제시할 수 있을 것이라 기대하고 있으며, 현재 수행중인 전임상 연구가 마무리되면 압타머 전문기업인 압타머 사이언스를 통해 본격적인 치료제 개발을 진행할 예정이다”라고 밝혔다.