▲ 트랩원 유전자 제거시 망막병증 개선 효과 검증 / 망막조직에 저산소를 유도하여 만든 망막병증 실험쥐 (Oxygen-induced retinopathy mouse)에서 약물타겟인 트랩원 (TRAP1) 유전자를 제거하여 완전히 불활성화시키면, 비정상적인 혈관 생성은 억제하고 망막에 필요한 정상혈관 생성은 유도됨. 따라서, 트랩원을 억제한 실험쥐의 망막은 혈관생성의 정상화로 산소부족영역이 사라진 건강한 상태로 회복됨.(사진 및 설명=UNIST)  © 특허뉴스

미숙아나 당뇨환자에서 발생하는 망막병증을 근본적으로 치료할 수 있는 기술이 개발됐다. 손실된 혈관을 회복시키는 등 적은 용량으로도 높은 효율의 치료가 가능할 것으로 기대된다. 

UNIST 생명과학과 강병헌 교수팀은 경북대병원 박동호 교수팀과 함께 망막 안에서 산소부족으로 발생하는 허혈성 망막병증인 미숙아망막병증과 당뇨망막병증을 개선할 수 있는 기술을 개발했다. 질병의 근원적 원인인 미토콘드리아의 성질 변형을 차단하는 기술이다. 기존 치료 방법보다 다양한 대상에게 적용 가능하고, 점안 형태의 약물로 쉽게 치료할 수 있다.

망막질환은 망막조직의 부족한 산소공급으로 혈관을 생성하는 인자가 과하게 만들어지면서 망막혈관이 비정상적으로 자라는 것이 원인이다. 한 번 발병하면 증상을 늦출 수 있지만 원상 복귀는 어렵다.

강병헌 교수는 “이번 연구를 통해 혈관생성인자가 과하게 생성되는 것은 미토콘드리아의 성질이 변하기 때문이라는 것을 확인했다”고 전했다.

망막병증이 발생한 세포조직에는 TRAP1 이라는 단백질의 발현이 증가하면서 미토콘드리아의 기능을 변화시킨다. 즉, TRAP1을 억제하게 되면 망막병증을 개선할 수 있는 것이다.

기존 치료제들은 치료 효과가 우수하지만, 한정적인 대상만 치료하기 때문에 모든 환자들에게 적용하기 어렵다. 한두 달에 한 번씩 눈에 주사도 맞아야 한다.

연구팀이 개발한 물질은 미토콘드리아를 조절해 비정상적으로 활성화된 전사인자(DNA의 특정부위에 결합해 유전자의 발현을 촉진하거나 억제하는 단백질)인 히프원알파(HIF1α)를 조절한다. 비정상적으로 활성화된 유전자의 발현을 근본적으로 줄여주는 것이다. 생체투과력을 높인 점안 형태의 약물 개발로 여러 대상에게 적용 가능하며 편리한 사용성까지 갖췄다.

제 1저자 김소연 UNIST 생명과학과 연구원은 “산소부족으로 활성화되는 히프원알파와 미토콘드리아를 표적해 제어하는 것은 완전히 새로운 방법이다”며 “기존 치료제가 질병의 진행을 막는 수준이었다면, 개발된 물질은 혈관생성인자를 정상 수준으로 되돌려 혈관의 정상화까지 촉진할 수 있다”고 말했다.

강병헌 생명과학과 교수는 “이번 연구결과가 기존 치료제의 한계를 뛰어넘어 우수한 활성과 편리한 사용성을 모두 확보한 혁신적인 치료제 개발에 활용될 수 있을 것”이라 덧붙였다.

치료 물질은 UNIST 교원창업기업인 스마틴바이오(대표: 강병헌 교수)에서 개발하고 있으며 현재 비임상시험을 진행하고 있다.

이번 연구는 세계적 권위의 국제학술지인 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 1월 12일 출판됐다. 

논문명은 Targeting the Mitochondrial Chaperone TRAP1 Alleviates Vascular Pathologies in Ischemic Retinopathy 이다.