[과학을 품다] 알츠하이머 치료 새로운 가능성 제시
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[과학을 품다] 알츠하이머 치료 새로운 가능성 제시
  • 정종오 기자
  • 승인 2020.05.11 11:50
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카이스트 연구팀, 동시다발 억제 가능 치료제 개발 앞당겨
단순한 원리를 이용한 알츠하이머병 치료제 후보군 저분자 화합물이 개발됐다.[사진=-카이스트]
단순한 원리를 이용한 알츠하이머병 치료제 후보군 저분자 화합물이 개발됐다.[사진=-카이스트]

알츠하이머병 치료제 개발을 위한 새로운 가능성이 제시됐다.

카이스트(KAIST) 연구팀이 알츠하이머 발병 원인을 동시다발적으로 억제 가능한 치료제 개발 원리를 증명했다. 동물실험에서 효능을 입증하는 등 알츠하이머병에 관한 새로운 치료제 개발에 대한 가능성을 제시해 눈길을 끌었다.

KAIST는 화학과 임미희 교수 연구팀이 알츠하이머 발병의 원인으로 알려진‘활성 산소종’과 ‘아밀로이드 베타’, ‘금속 이온’ 등을 손쉽고도 동시다발적으로 억제할 수 있는 치료제 개발 원리를 새롭게 증명하고 알츠하이머 질환에 걸린 동물 모델(실험용 쥐) 치료를 통해 이를 입증하는 데 성공했다고 11일 발표했다.

알츠하이머병은 치매를 일으키는 대표적 뇌 질환이다. 이 질환의 원인으로 다양한 요소들이 제시됐다. 원인 인자들 사이의 원리들은 아직도 명확하게 밝혀지지 않고 있다.

알츠하이머병을 일으키는 대표 원인 인자로는 활성 산소종과 아밀로이드 베타, 금속 이온이 알려져 있다. 이 요인들은 개별적으로 질병을 유발할 뿐만 아니라, 상호 작용을 통해 뇌 질환을 더욱 악화시킬 수 있다. 금속 이온들은 아밀로이드 베타와 결합해 아밀로이드 베타의 응집 속도를 촉진시킬 뿐만 아니라, 활성 산소종들을 과다하게 생성해 신경독성을 유발할 수 있다. 이처럼 복잡하게 얽힌 여러 원인 인자들을 동시에 겨냥할 수 있는 새로운 알츠하이머병 치료제 개발이 필요하다.

임 교수 연구팀은 단순한 저분자 화합물의 산화 환원 반응을 이용해 알츠하이머병의 원인 인자들을 손쉽게 조절할 수 있음을 증명했다. 임 교수팀은 산화되는 정도가 다른 화합물들의 합리적 설계를 통해 쉽게 산화되는 화합물들은 알츠하이머 질병의 여러 원인 인자들을 한꺼번에 조절할 수 있다는 사실을 확인했다.

임 교수 연구팀은 저분자 화합물의 산화 환원 반응으로 활성 산소종에 대한 항산화 작용의 가능성을 확인했을 뿐만 아니라 아밀로이드 베타 또는 금속-아밀로이드 베타의 응집과 섬유 형성 정도 또한 확연히 감소되는 것을 실험적으로 증명했다.

이 밖에 알츠하이머병에 걸린 동물 모델(실험용 쥐)에 체외 반응성이 좋고 바이오 응용에 적합한 성질을 가지고 있는 대표 저분자 화합물을 주입한 한 결과, 뇌 속에 축적된 아밀로이드 베타의 양이 크게 줄어드는 현상과 함께 알츠하이머 동물 모델의 손상된 인지 능력과 기억력이 향상되는 결과를 확인했다.

이번 연구가 크게 주목받는 이유는 알츠하이머병을 치료하기 위한 화합물을 개발하는 데 있어 아주 단순한 방향족 저분자 화합물의 구조변화를 통해 산화 환원 정도를 조절해 여러 원인 인자들을 동시에 조절할 수 있고 이러한 간단한 원리를 통해 누구나 손쉽게 치료제를 디자인할 수 있기 때문이다.

임미희 교수는“이번 연구는 아주 단순한 방향족 저분자 화합물의 산화 정도의 차이를 이용해 여러 원인 인자들과의 반응성 유무를 확연히 구분할 수 있다는 점을 증명한 데 의미가 있다”며 “이 방법을 신약 개발의 디자인 방법으로 사용한다면 비용과 시간을 훨씬 단축시켜 최대의 효과를 가질 수 있다”고 설명했다.

임 교수는 “제시된 치료제의 디자인 방법은 다양한 퇴행성 뇌 질환 치료제들의 개발 성공 가능성을 높일 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

이번 연구에는 KAIST 백무현 교수와 서울아산병원 이주영 교수도 함께 참여했다. 국제 학술지인 미국 화학회지(Journal of the American Chemical Society) 4월 1일 자(논문명 : Minimalistic Principles for Designing Small Molecules with Multiple Reactivities against Pathological Factors in Dementia)에 실렸다.

 

정종오 기자  science@greened.kr

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