경상국립대학교는 자연과학대학 생명과학부(응용생명과학부) 김명옥 교수 연구팀이 파킨슨병의 병리 진행을 근본적으로 억제할 수 있는 차세대 기능성 펩타이드 치료물질을 세계 최초로 개발했다고 19일 밝혔다.
경상국립대에 따르면 이미 해당 펩타이드는 알츠하이머병에서 치료 효과를 확인했으며 난치성질환인 알츠하이머병과 파킨슨병을 동시에 치료할 수 있음을 세계 최초로 밝혔다. 김명옥 교수는 권리성 강한 원천기술을 이미 확보하고 상용화를 위한 기술이전을 추진 중이다.
김명옥 교수팀은 아디포넥틴과 구조·기능적으로 유사한 단백물질에서 기능이 뛰어난 최소 서열만을 추출한 9개 서열 펩타이드를 설계·합성했다. 이 9개 서열 펩타이드 신물질은 이미 알츠하이머병에서 치료 효과를 확인했다. 혈액뇌장벽 통과가 용이하고 독성이 없었으며 알츠하이머병의 특성인 인지기능 향상, 플라그 억제 등 모든 병리학적 현상을 억제했다.
미국, 유럽, 중국에 권리성 강한 원천기술로 특허 등록됐으며 주된 퇴행성 뇌질환인 알츠하이머병과 파킨슨병 치료용으로 특허 청구항에 이미 삽입됐다. 하나의 치료물질로 2마리 토끼를 동시에 잡은 것이다.
알츠하이머병과 동시에 파킨슨병의 운동능력 저하, 알파시누클레인(α-synuclein(α-syn)) 응집, 신경염증, 산화스트레스라는 파킨슨병의 핵심 병리 축을 동시에 표적하는 펩타이드 기반 치료 물질이다. 김명옥 교수 연구팀은 파킨슨병 형질전환 마우스 모델에서 해당 펩타이드 투여 시 α-syn 감소, 도파민성 신경인자 복원, 염증성 신호 완화, 운동 기능 개선 등을 확인했으며 이는 파킨슨병 치료 물질 개발에 새로운 길이 열린 것으로 평가된다.
김명옥 교수에 따르면 이번 펩타이드 치료 물질은 소형 기능성 서열 기반으로 설계돼 약물학적 최적화, 대량 생산, 원료의 표준화가 용이하고 질환 타깃이 분명해 치료 효과가 뛰어나며 신경염증과 산화스트레스가 공통 병인으로 작용하는 다양한 뇌질환으로 확장 가능성이 높다. 향후 공인된 약력·약동학 분석 등으로 임상 적용 범위를 확대할 계획이다.
김명옥 교수팀의 논문은 세계적 전문가들의 수차례 심사를 거쳐 파킨슨병의 다중 병리 기전을 동시에 제어할 수 있는 새로운 치료 패러다임을 제시한 연구성과로 인정받아 국제 학술지《의생명의학 저널(Journal of Biomedical Science)》(IF: 13, 의학 분야 JCR 상위 4%에 해당)에 2월 3일 온라인 게재됐다.
이와 함께 파킨슨병 치료제 상용화를 염두에 두고 이미 미국, 유럽, 중국에 특허등록을 완료했다. 이 특허의 주된 내용이 세계적인 학술지에 논문으로 게재됨으로써 권리성 강한 이 기술의 원천성은 더욱 강화될 것으로 기대된다.
김명옥 교수는 "이번 연구는 9개 서열의 펩타이드가 α-syn 응집, 신경교세포 활성화, 산화스트레스라는 파킨슨병의 핵심 병리 축을 동시에 제어할 수 있음을 처음으로 종합적으로 증명한 것이다"며 "특히 Nrf-2/HO-1 항산화 신호와 염증성 NF-κB 경로를 함께 조절함으로써 신경세포 보호와 운동 기능 회복을 동시에 달성했다는 점에서 발병 후 진행 억제와 기능 회복을 동시에 노릴 수 있는 '다중기전 원천 플랫폼'으로 확장 가능하다"고 설명했다.
김명옥 교수는 또 "이번 성과는 파킨슨병에 대한 치료제가 없는 현시점에 뚜렷한 파킨슨병의 근본 병리를 표적으로 하는 차세대 펩타이드 치료제 개발의 기반을 마련했다는 점에서 퇴행성 뇌질환 극복을 위한 핵심 원천기술로 발전할 것으로 기대된다"면서 "전임상과 임상 1상을 완료하면 알츠하이머병은 전임상과 임상 1상 없이 임상 2상으로 알츠하이머병과 동시에 진행할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다"고 밝혔다.
현재 김명옥 교수는 '글로벌 알츠하이머병 선도연구센터'를 추진 중이다. 사람 사후뇌 등 인체 샘플이 풍부하며 노벨생리의학상에 버금가는 우수한 연구성과를 내고 있고 알츠하이머병에서 세계 최고 수준의 연구그룹이 형성되어 있는 네덜란드 마스트리히트대학과 공동연구가 가속화될 경우 오가노이드-어셈블로이드, 인체모사 3D 인공뇌 모델링 등을 통한 전임상-임상 간격을 좁혀 상용화를 더욱 가속화시킬 수 있다고 확신하고 있다.
김명옥 교수는 책임교신저자로 국외 300여 편의 논문을 출간했으며 특히 산학역량 부문에서 기초연구(논문)를 사장시키지 않고 기초연구를 바탕으로 원천기술개발로 이어져 미국 특허등록 6건을 포함해 영국, 독일, 프랑스, 중국 등에 70여 건, 바이오 분야에서 20억 원에 기술이전(주발명자, 기술개발자) 했다.
또 인재 양성에도 힘써 박사학위 39명을 배출(지도교수)했다. 특히 이번 연구에는 제1저자로 참여한 세계 최고의 알츠하이머병 연구그룹에서 박사학위를 받은 네덜란드 마스트리히트대학(Maastricht Univ.)의 최경환, 경상국립대학교 토종 강민화 박사과정생이 참여했다.
김명옥 교수는 지난 30년간 퇴행성 뇌질환, 알츠하이머병 연구에 몰두하고 있다. 김명옥 교수는 "충분한 자금만 확보된다면 노벨생리의학상에 버금가는 성과를 창출할 수 있다"고 말했다.
이번 연구성과는 과학기술정보통신부(한국연구재단) 및 ㈜알츠코리아의 지원을 받아 수행됐다.