KAIST, 알츠하이머병 치료제 개발 원리 신규 증명 '성공'
KAIST, 알츠하이머병 치료제 개발 원리 신규 증명 '성공'
  • 최봉영 기자
  • 승인 2020.05.11 11:42
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임미희 교수팀, 저분자 화합물 산화 환원반응 통해 입증

KAIST가 알츠하이어병 치료제 개발 원리를 새롭게 규명해 향후 신약 개발에 가능성을 제시할 것으로 보인다.

KAIST는 화학과 임미희 교수팀이 알츠하이머 발병의 원인으로 알려진 '활성 산소종'과 '아밀로이드 베타', '금속 이온' 등을 쉽게 동시다발적으로 억제할 수 있는 치료제 개발 원리를 새롭게 증명했다고 11일 밝혔다.

알츠하이머 질환에 걸린 동물 모델(실험용 쥐) 치료를 통해 이를 입증하는데도 성공했다.

이번 연구에는 KAIST 백무현 교수와 서울아산병원 이주영 교수도 함께했다.

KAIST 임미희 교수, 백무현 교수, 김민근 석박사통합과정

국제 학술지인 미국 화학회지(Journal of the American Chemical Society)에 지난 1일자 게재된 뒤 같은 달 26일 ‘편집장 선정 우수 논문(Editors’ Choice Paper)’으로 뽑혔다.

알츠하이머병을 일으키는 대표적인 원인 인자로는 활성 산소종과 아밀로이드 베타, 금속 이온이 알려져 있고 이 요인들은 개별적으로 질병을 유발할 뿐만 아니라 상호 작용을 통해 뇌 질환을 더욱 악화시킬 수 있다.

이에 따라 여러 원인 인자들을 동시에 겨냥할 수 있는 새로운 알츠하이머병 치료제 개발이 필요하다.

이번 연구에서 임 교수팀은 산화되는 정도가 다른 화합물들의 합리적 설계를 통해 쉽게 산화되는 화합물들은 알츠하이머 질병의 여러 원인 인자들을 한꺼번에 조절할 수 있다는 사실을 확인했다.

연구진은 "단순한 저분자 화합물의 산화 환원반응을 이용해 알츠하이머병의 원인 인자들을 손쉽게 조절할 수 있음을 증명한 것"이라고 설명했다.

연구를 통해 저분자 화합물의 산화 환원반응으로 활성 산소종에 대한 항산화 작용의 가능성이 확인됐고 아밀로이드 베타 또는 금속-아밀로이드 베타의 응집 및 섬유 형성 정도 또한 확연히 감소되는 사실도 증명됐다.

이어 연구진은 알츠하이머병에 걸린 동물 모델(실험용 쥐)에 체외 반응성이 좋고 바이오 응용에 적합한 성질을 가진 대표 저분자 화합물을 주입, 뇌 속에 축적된 아밀로이드 베타의 양이 크게 줄어드는 현상과 함께 알츠하이머 동물 모델의 손상된 인지 능력 및 기억력이 향상되는 결과를 확인했다.

이번 연구는 알츠하이머병을 치료키 위한 화합물을 개발하는 과정서 아주 단순한 방향족 저분자 화합물의 구조변화를 통해 산화 환원 정도를 조절, 여러 원인 인자들을 동시에 조절할 수 있고 이런 간단한 원리를 통해 누구나 손쉽게 치료제를 디자인할 수 있다는데 의미가 크다.

임미희 교수는 "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 크게 단축시켜 최대의 효과를 가질 수 있다"고 말했다.

 

논문 원문: Minimalistic Principles for Designing Small Molecules with Multiple Reactivities against Pathological Factors in Dementia
Mingeun Kim, Juhye Kang, Misun Lee, Jiyeon Han, Geewoo Nam, Eunyoung Tak, Min Sun Kim, Hyuck Jin Lee, Eunju Nam, Jiyong Park, Soo Jin Oh, Ji-Yoon Lee, Joo-Yong Lee, Mu-Hyun Baik, and Mi Hee Lim
Journal of the American Chemical Society 2020 142 (18), 8183-8193

DOI: 10.1021/jacs.9b13100


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