iCP-Parkin, 새로운 파킨슨병 치료제 가능성 제시
파킨슨병은 미토콘드리아의 기능 이상, 알파시누클레인(α-synuclein) 축적에 의한 루이소체(Lewy body) 형성, 도파민 신경세포의 소실로 인해 발생하는 신경퇴행성질환이다.
파킨슨병은 산발형과 가족형이 있는데, 후자는 손상된 미토콘드리아를 제거하는 데 관여하는 ‘파킨 단백질(Parkin, E3 ubiquitin ligase)’ 등의 유전자 돌연변이와 연관이 있다.
파킨 유전자의 발현을 증가시키면 손상된 미토콘드리아를 제거하고 알파시누클레인이 쌓이는 것을 막아 파킨슨병의 증상을 개선시킨다는 것이 과거 동물 실험을 통해 알려졌다.
이러한 연구 결과를 근거로, ‘파킨 단백질’을 뇌의 특정 부위로 전달하면 도파민 신경세포의 손상을 막을 것으로 기대되어 파킨슨병 치료제로서 주목을 받고 있다.
최근 셀리버리(Cellivery)의 연구진은 연세대학교(이필휴 교수)와 밴더빌트 대학(H. Earl Ruley 박사)와의 공동연구를 통해서, 세포 내로의 전달을 최적화시킨 파킨 단백질(Cell-Permeable Parkin protein, ‘iCP-Parkin’)이 파킨슨병 치료제로서 가능하다는 연구 결과를 발표했다.
연구자들은 치료 후보 단백질을 뇌세포로 효과적으로 전달하기 위해, ‘advanced Macromolecule Transduction Domains (aMTDs)’을 활용한 ‘약리물질 생체 내 전송기술 (Therapeuticmolecule Systemic Delivery Technology: TSDT)’을 개발했으며, 파킨 단백질에 aMTD와 SD (Solubilization Domain)을 부착시켜 ‘iCP-Parkin’을 고안했다.
연구진은 이번 동물 연구에서 iCP-Parkin이 손상된 미토콘드리아를 복구시키고, 신경세포에 알파시누클레인이 쌓이는 것을 억제하는 것을 확인했다.
더불어, iCP-Parkin이 타이로신 수산화 효소(tyrosine hydroxylase) 기능과 도파민 발현을 개선시켜 운동 기능이 호전되는 것을 확인했다.
파킨슨병은 손떨림, 경직, 자세 불안정 등 운동 증상이 나타나야 진단이 가능한데, 이 단계에서는 병리학적 변화를 돌이킬 수 없다. 하지만, 이번 연구는 병리학적 변화가 이미 시작됐더라도 이를 회복시킬 수 있는 근본적(disease-modifying) 치료제로서의 가능성을 보여주고 있다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances, Impact Factor 2018: 12.53) 온라인 판에 4월 29일 게재됐다.
해당 논문
E. Chung, Y. Choi, J. Park, W. Nah, J. Park, Y. Jung, J. Lee, H. Lee, S. Park, S. Hwang, S. Kim, J. Lee, D. Min, J. Jo, S. Kang, M. Jung, P. H. Lee, H. E. Ruley, D. Jo, Intracellular delivery of Parkin rescues neurons from accumulation of damaged mitochondria and pathological α-synuclein. Science Advances 29 Apr 2020
DOI: 10.1126/sciadv.aba1193
