연구성과

화학 김원종 교수팀, 몸 속 일산화질소 잡아먹는 ‘류마티스 관절염 치료 나노젤’

2019-06-04 536

[일산화질소 포집해 염증성질환 치료하는 나노젤 개발]

김원종교수_여지원씨_이영미박사

일산화질소는 몸 속에서 혈압 상승을 방지하거나, 동맥이 막히는 것을 방지하는 효과가 있지만, 한편으로는 전신 홍반 루푸스나 크론병은 물론, 류마티스 관절염과 같은 심각한 염증성 질환을 유발하는 ‘두 얼굴’을 가진 분자다. POSTECH 연구팀이 이 일산화질소를 잡아먹는 새로운 개념의 류마티스 관절염 치료제를 개발해 학계의 눈길을 모으고 있다.

화학과 김원종 교수‧통합과정 여지원, 이영미 박사 연구팀이 일산화질소에 감응하는 가교제를 이용, 몸 속 일산화질소를 포집하는 나노 크기의 하이드로젤을 개발, 동물실험에서 기존 치료제보다 우수한 효과를 확인했다고 밝혔다. 나노과학 분야 국제학술지인 나노레터스(Nano Letters) 온라인판을 통해 발표된 이 성과는 김 교수팀이 기존에 발표했던 일산화질소 감응 하이드로젤을 발전 시킨 것으로, 뛰어난 치료효과를 바탕으로 향후 임상 연구로의 발전도 기대되고 있다.

류마티스관절염은 일산화질소가 몸 속에서 과도하게 생성되어 유발되는 대표적인 질환으로 알려져 있다. 김 교수팀은 이 일산화질소를 포집, 체내 농도를 낮춤으로써 질환을 치료하는 새로운 치료법을 계속해 연구해왔다. 그 결과로, 2017년에는 일산화질소에 의해 끊어지는 가교제를 합성, 일산화질소에 감응하는 매크로 하이드로젤을 개발해 주목을 모았다. 이번 연구에서는 한 발 더 나아가, 일산화질소를 직접 포집해 소모하는 나노크기의 하이드로 젤을 개발하는데 성공했다.

단분자인 아크릴아마이드와 가교제 NOCCL의 중합을 통해 만들어진 이 젤은 유전자나 효소와 상호작용하도록 하는 기존 억제제와 달리 직접 일산화질소를 포집하는 형태로 부작용을 최소화했고, 류마티스 관절염 이외의 염증성 질환에도 광범위하게 적용할 수 있다는 장점이 있다.

생쥐를 이용한 동물실험에서도 실제 염증 억제제로 사용되고 있는 덱사메타손에 비교해 류마티스 관절염 발병을 더 효과적으로 억제시킬 수 있는 것으로 확인됐다.

190604_기사내부

연구를 주도한 김원종 교수는 “지금까지 일산화질소를 억제하는 약제들은 생체분자에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 인슐린 저항성, 심혈관 이상 등의 부작용을 야기할 수 있는 것으로 알려져 있었다”며 하지만 “이 나노젤은 일산화질소를 직접 포집한다는 새로운 전략으로, 효과적으로 류마티스 관절염을 치료했을 뿐 아니라 기존 약제의 부작용을 줄였다는 점에서 의의가 있다”고 설명했다.

한편, 이번 연구성과는 과학기술정보통신부, 교육부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었다.