3D 하이브리드 단백질 이용한 퇴행성 디스크 치료제 개발

분당차병원 신경외과 한인보 교수, 국제학술지 Advanced Materials 논문 게재

[이데일리 이순용 기자] 차 의과학대학교 분당차병원(원장 윤상욱) 신경외과 한인보 교수는 미국 럿거스(Rutgers) 대학교 이기범 교수팀과 항염증반응이 있는 약물(bromodomain and extra-terminal, BET 억제제)을 전달하는 3D 하이브리드 단백질 나노스캐폴드를 개발했다. 3D 하이브리드 단백질 나노스캐폴드는 퇴행성 디스크 동물모델에서 염증조절과 활성산소억제 효과에 의해 손상된 디스크를 유의하게 복원했다. 이번 연구는 저명 국제학술지인 ‘Advanced Materials’ 최신호에 게재됐다.

퇴행성 디스크로 인한 만성 요통은 매우 복잡한 원인으로 발생하기 때문에 다방면의 치료 방법 모색이 필요하다. 분당차병원 신경외과 한인보 교수팀은 2D 이산화망간 나노시트를 제작해 이를 젤라틴과 결합했다. 이어 3D 하이브리드 기술을 이용해 생체 내 주입가능하고, 생분해성을 가진 3D 단백질 나노스캐폴드를 제작했다.

한인보 교수팀은 쥐의 꼬리 디스크 내 수핵을 제거한 동물모델에서 약물을 포함하는 3D 하이브리드 단백질 나노스캐폴드를 주입해 손상된 디스크가 복원되는 효과를 확인했다. 다발성 골수종과 백혈병에 항암효과가 있고, 염증성 질환에서 염증을 줄이는 효과가 있다고 알려진 BET 억제제를 사용해 수핵 세포 특이 표지자 발현 정도와 염증반응 억제 정도, 제2형 콜라젠 생성 등을 비교했다. 그 결과 고농도(200 μg/mL) BET 억제제가 포함된 3D 하이브리드 단백질 나노스캐폴드 사용 그룹이 BET 억제제만 사용한 그룹과 저농도(100 μg/mL) 그룹 대비 2배 이상 수핵세포 표지자 발현과 염증반응 억제, 제2형 콜라젠 생성이 증가하는 것을 확인했다.

분당차병원 신경외과 한인보 교수는 “이번 연구는 활성 산소를 효과적으로 제거하고, 항염증성 약물의 지속적인 방출을 유도할 수 있는 3D 하이브리드 단백질 나노스캐폴드를 개발함으로써 퇴행성 디스크 질환 치료를 위해 새로운 기술 플랫폼을 제공하는데 큰 의미가 있다”며 “치료가 어려운 퇴행성 디스크로 인한 만성 요통 환자 치료에 효과적으로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

퇴행성 디스크 재생 치료를 선도하고 있는 한인보 교수는 퇴행성 디스크 치료용 나노하이브리드 펩타이드 하이드로젤 개발로 ‘ACS Nano ’와 형상 기억능력이 있는 콜라젠 구조체 개발로 ‘바이오머티리얼 리서치(Biomaterials Research) 등 우수한 논문 발표로 10회 ’한국을 빛내는 사람들‘에 등재됐다.

한편, 2013년 국가지정 연구중심병원으로 선정된 분당차병원은 줄기세포 및 면역세포 치료 기술을 이용한 희귀·난치성 질환(신경계, 안질환, 근골격계 질환)을 비롯해 암, 난임, 노화 극복에 대한 다양한 연구를 수행하며 희귀·난치·중증 치료제 연구 국내 대표기관으로 자리 매김하고 있다.

3D 하이브리드 단백질 나노스캐폴드 합성과정: 2D 이산화망간 나노시트를 제작해 이산화망간 나노시트에 젤라틴을 결합하고 이어 3D 하이브리드 기술을 이용해 생체 내 주입가능하고, 생분해성을 가진 3D 단백질 나노스캐폴드를 제작했다.

이순용 (sylee@edaily.co.kr)