인공 탄수화물 나노입자, 염증성 장 질환 치료에 효과 있다

KAIST 이희승 전상용 교수팀

한국과학기술원(KAIST)의 이희승 화학과 교수(왼쪽)와 전상용 생명과학과 교수. /한국과학기술원 제공

국내 연구진이 탄수화물 성분으로 나노입자를 만들어 염증성 장 질환을 치료하는 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST) 이희승 화학과 교수와 전상용 생명과학과 교수는 장 속의 당질층을 비슷하게 따라 만든 탄수화물 나노입자와 몸안에서 항산화·항염증 작용을 하는 빌리루빈을 결합해 만든 ‘항염증 탄수화물 나노입자’가 염증성 장 질환 치료에 효과가 있다는 사실을 알아냈다고 2일 밝혔다.

염증성 장 질환이란 장에 염증이 생기는 만성 질환으로 아직 정확한 발병 원인이 확인되지 않은 희귀질환이다. 발병 시 복통, 설사, 혈변, 체중 감소 등의 증상이 보통 수개월간 나타난다.

세포막은 다양한 형태의 당질층으로 둘러싸여 있는데 염증성 장 질환 환자의 장 조직에는 정상인들과 다른 당질층이 형성돼 있다. 탄수화물 속에는 여러 종류의 당이 있는데 당질층이 달라지면 몸속에서 결합되는 당의 종류와 정도가 달라진다. 정상인이 위장에서 A라는 당이 가장 많이 결합된다면 염증성 장 질환 환자 위장에서는 B라는 당이 제일 많이 결합된다는 것이다. 때문에 염증성 장 질환 환자와 정상인이 같은 음식을 먹어도 위장에서 결합되는 탄수화물 속 당은 종류가 다르다.

연구팀은 이 점에서 힌트를 얻어 염증성 장 질환 환자의 위장에서 더 잘 결합되는 탄수화물 속 당을 찾아내기로 했다. 이후 인공적 과정을 통해 해당 탄수화물 속 당들을 나노입자 형태로 만들어낸 뒤 여기에 빌리루빈이라는 항산화·항염증 물질을 합성했다. 염증성 장 질환 환자의 위에서 많이 결합되는 당에 약을 집어넣어 더욱 강력한 치료 효과를 노린 것이다.

이후 연구팀은 염증성 장 질환에 걸린 실험용 생쥐를 활용해 치료 효능을 확인했다. 이를 통해 기존에 쓰던 저분자 합성의약보다 연구팀이 개발한 약이 치료 효과가 더 우수하다는 점을 확인했다.

전 교수는 “본 연구를 통해 당질층 표적형 항염증 탄수화물 나노입자 플랫폼 기술은 염증성 장 질환 외에도 다양한 염증 질환들의 치료에 적용될 수 있을 것으로 기대한다” 라고 말했다.

이번 연구 성과가 담긴 논문은 화학 분야 국제학술지 ‘앙게반테 케미 인터네셔널 에디션(Angewandte Chemie International Edition)’에 지난 6월 13일 온라인 게재됐다.

참고자료

Angewandte Chemie International Edition, DOI: https://doi.org/10.1002/anie.202304815

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