연세대 생명공학과 이상규교수, 몸 속 T세포 단백질로 개발한 자가면역질환 치료제 네이처메디슨 게재
천식에 걸린 동물에 FHT-CT4를 적용한 결과. FHT-CT4를 천식에 걸린 동물의 기도 내 스프레이로 약물을 투약한 후 조직세포를 관찰한 결과 염증부위가 크게 감소했고, 염증세포의 침투도 줄어든 것을 확인할 수 있었다.
이번 연구결과는 인용지수 31.2로 의생명 과학 및 신약물질 분야의 세계 최고의 권위지인 네이처 메디슨의 인터넷판에 국내 시간으로 10일 새벽 게재됐다.(인용지수참고: 네이처- 32.1 / 사이언스- 31.8)
연세대 생명공학과 이상규 박사팀은 바이오 신약개발 전문기업 포휴먼텍㈜(폴리플러스의 자회사)과 순천향대 부속 부천병원의 호흡기내과 박춘식 교수팀과 공동으로 연구를 진행했다. 이번 연구는 약효가 있는 신약후보물질이 질환동물모델에서 치료효과를 나타내고, 이의 치료 메커니즘을 밝힌 것으로 현재 상용화를 위한 전임상을 진행 중인 것으로 알려졌다.
이번 논문에는 세포로 약물을 전달하는 물질의 발견과 이를 이용해 개발된 단백질 신약에 대한 두 가지 내용이 실렸다.
첫째, 연구팀은 세계 최초로 사람의 세포 내 전사단백질에서 단백질이나 유전자 등의 물질을 세포 안으로 전달하는 기능이 있는 물질전달펩타이드인 Hph-1를 찾아냈다. Hph-1는 단백질 전달체 PTD(Protein Transduction Domain)의 일종으로, 세포 투과력 및 조직의 침투력이 우수해 눈, 기도, 피부 등을 통해 약물을 전달할 수 있다.
현재 포휴먼텍에서는 논문에 발표된 자가면역질환 치료제 외에 심장질환치료제와 주름개선제 등에도 접목하여 신약 개발 연구 중이며, 앞으로 더 다양한 신약의 기반기술로 활용이 가능할 전망이다.
둘째, 연구팀은 물질전달펩타이드 Hph-1을 T세포에 특이적인 단백질과 결합해 만든 자가면역치료 단백질 신약 FHT-CT4을 개발했다.
자가면역질환은 우리 몸 속의 면역신호를 관장하는 T세포가 지나치게 활성화 되어 자신의 장기나 세포를 외부의 물질로 오인하고 스스로를 공격하는 질환으로 천식, 아토피, 류마티스성 관절염이 대표적 질환이다. 이들 질환에는 비정상적으로 활성화된 T세포에만 선택적으로 작용하는 면역억제제를 개발하는 것이 매우 중요하며, 현재 많이 사용되는 화학적 면역억제제는 활성화된 T 세포에 특이적이지 못해 정상 세포와도 반응해 많은 부작용과 높은 독성을 가지는 한계를 가지고 있다.
이에 연구팀은 물질전달펩타이드 Hph-1과 T 세포의 활성화 시 발현되는 면역억제단백질인 CTLA-4 의 세포질부분을 결합하여 단백질 신약 FHT-CT4 를 개발 하였다.
이 FHT-CT4를 천식이 생긴 동물의 기도에 스프레이로 단 1 회 투약한 결과 낮은 농도의 약물로도 그 치료효과는 매우 높게 나타났고, 다른 자가면역질환인 류마티스성 관절염, 아토피 등에서도 동일한 치료효과를 확인 할 수 있었다. FHT-CT4는 보다 다양한 자가면역질환의 치료는 물론 장기이식거부반응에도 적용이 가능하다고 연구팀은 설명했다.
무엇보다 FHT-CT4는 약물의 세포 투과력이 높아 천식질환의 경우 기도 내 스프레이로, 아토피의 경우 피부연고제로, 그리고 류마티스성 관절염의 경우 관절주사로 사용이 가능해 질환부위에만 국부적으로 약물을 전달할 수 있고, 이렇게 투약된 약물은 활성화된 T세포만을 선택적으로 치료해 부작용의 위험이 매우 낮다. 이와 같이 T세포에 바로 작용해 활성화를 억제하기 때문에 근본적인 치료제로 평가받고 있다.
현재 FHT-CT4는 바이오 신약개발 전문기업 포휴먼텍이 산업자원부의 지원을 받아 전임상을 수행하고 있으며, 내년 말 쯤에는 임상 1상에 진입할 예정이다.
이번 연구의 산업화를 추진하고 있는 포휴먼텍의 이승규 대표는 “전세계 30조 규모의 자가면역치료제 시장에서 T세포에만 선택적으로 작용하는 치료제를 만들기 위한 많은 연구에도 불구하고 아직까지 뚜렷한 성과가 없었던데 반해, FHT-CT4가 상용화된다면 보다 저렴한 가격으로 부작용 없이 자가면역질환을 치료받을 수 있을 것이다”며, “이 약의 상용화를 위해 현재 여러 다국적 대형제약사들이 공동연구 및 기술이전을 목표로 포휴먼텍과 접촉 중이다”고 밝혔다.
공동 연구진 소개
연세대 생명공학과 이상규 박사는 T세포 활성화와 이의 신호전달 경로에 관한 연구분야의 권위자로, 현재 포휴먼텍㈜ 창업주주 CTO. 포휴먼텍㈜ 개발 Project를 총괄, Yale University, School of Medicine, Dept. of Immunology. Ph.D, Havard Medical school Division of Immunology, Postdoctoral Fellow, 1957년 서울 출생
순천향대학병원 호흡기내과 박춘식교수는 국내 호흡기내과 치료분야의 최고 권위자로, 현재 순천향대학교 부속 부천병원 연구소장, 순천향대학교 의과대학 교수로 재직 중, 서울대학교 대학원 의학석사, 동 대학원 박사, 1952년 출생.
포휴먼텍 이승규 사장은 현재 포휴먼텍 대표이사로, 한국바이오벤쳐협회 편집간사, 연세대학교 공학박사학위 취득, 일본 동경공업대학교 Postdoctoral Fellow, 1961년 서울 출생.(*참고: 이상규 교수의 친 동생)
포휴먼텍 소개
신약개발의 개념을 새롭게 한 차세대 핵심기술인 물질전달펩타이드 Hph-1을 이용한 단백질 및 유전자 신약을 개발하는 바이오 신약 전문 기업.
물질전달펩타이드 Hph-1를 이용해 창업 5년 만에 6개의 신약 후보물질을 발굴, 현재 관절염 치료제 등 2종의 치료제는 전임상단계, 3종은 전임상진입 직전에 있고 물질전달펩타이드Hph-1의 경우 2종이 물질 특허와 3종의 응용특허를 PCT 출원해 놓은 상태임.
연구활성화를 위해 2006년 1월 Computer, 휴대폰, LCD등의 첨단전자제품의 플라스틱 외장원료를 생산하는 코스닥 상장 기업 폴리플러스㈜의 완전 자회사로 편입.
물질전달펩타이드 Hph-1 소개
Hph-1은 단백질 전달체, 친수성이어서 기름막층을 가지고 있는 생체 세포 내로 전달이 어려웠던 단백질, DNA, 펩타이드와 거대화학물질 등을 효과적으로 세포 내까지 전달시키는 물질이다.
다양한 투여경로에 대한 조직침투능력이 있어 단백질, DNA과 같은 물질을 피부, 인후점막, 안구 등을 통하여 몸의 필요한 부위로 전달이 가능하다.
때문에 경구투약으로 인한 간독성을 줄일 수 있고, 필요한 부분에만 약물을 전달하기 때문에 약물이 다른 부위에 작용해 발생하는 부작용도 획기적으로 줄일 수 있다는 강점을 가진다.
네이처 메디슨
영국의 과학저널 네이처지의 자매지. 논문인용 빈도를 나타내는 임팩트팩터(IF)31.2로 의생명과학 및 신약개발분야 최고의 권위지임.
<예상 Q&A >
1. 이번 논문의 의의는 무엇인가?
-> 단백질을 세포 안으로 넣을 수 있는 전달체를 세계 최초로 인체의 단백질에서 발견했다는 것과 그것을 이용한 자가면역치료 단백질 신약을 개발했다는 것 두 가지다.
첫째, 이번에 연구팀이 발견한 물질전달펩타이드 Hph-1은 사람의 세포 내 단백질의 일부분에서 찾아냈다. 그 동안 물질전달펩타이드에 대한 연구는 있어왔고, 특히 바이러스나 초파리에서 혹은 화합물 합성을 통해 찾아낸 물질전달펩타이드는 있었으나, 인체 내 단백질에서 발견한 것은 이번 연구팀이 세계 최초로, 인체에서 유래했기 때문에 면역거부반응과 같은 부작용이 가장 적을 것으로 평가받고 있다. 실제 Hph-1을 기반으로 만든 약물의 세포나 동물실험결과 부작용 및 면역독성은 거의 발견되지 않았다.
또한, 이 물질전달펩타이드 Hph-1은 물과 같은 성질의 단백질을 기름과 같은 막으로 둘러쌓여 있는 세포 안으로 전달이 가능해 다양한 단백질 신약의 개발은 물론, DNA, 펩타이드, 화합물 등과도 결합이 가능해 보다 다양한 질환 치료제에 활용이 가능할 전망이다.
둘째, 연구팀은 물질전달펩타이드 Hph-1에 우리 몸의 면역신호를 관장하는 T세포가 활성화됐을 때 활성화를 억제하기 위해 T세포 자체에서 발현되는 CTLA4라는 막단백질의 세포질 부분을 결합해 자가면역치료제 FHT-CT4를 개발했다.
FHT-CT4는 기존 자가면역질환 치료제가 주로 사용되어온 화합물 약을 대체할 수 있는 부작용 없이 환부에 직접 투약해 문제가 생긴 T세포 자체를 치료할 수 있는 획기적인 약물로 평가 받고 있다.
2. 이번에 논문에 발표된 자가면역질환 치료제 FHT-CT4는 기존 약과 어떻게 다른가?
->자가면역질환은 우리 몸의 면역신호를 총괄하는 T세포속의 단백질에 이상이 생겨 나타나는 것으로 가장 좋은 치료는 T 세포의 활성화를 저해하는 자체단백질을 세포 내로 전달하는 것이다. 그런데, 단백질은 물과 같은 성질을 가지는 반면 세포는 기름과 같은 막으로 둘러 쌓여 있어 단백질의 세포 내 전달이 불가능했다.
때문에, 이제까지는 세포 침투력이 있는 작은 크기의 화학약을 정맥주사를 통해 치료에 많이 이용해 왔는데, 화학약은 병이 생긴 T세포에만 작용하는 것이 아닌 정상 세포에도 작용해 많은 부작용을 일으키는 사례가 보고되었고, 간독성 및 신장독성이 높아지는 문제도 있었다.
이에 반해, FHT-CT4는 사람의 몸 속에서 단백질을 세포 안으로 전달하는 기능이 있는 물질전달펩타이드인 Hph-1를 찾아낸 뒤, 그 물질전달펩타이드에 T세포가 과도하게 활성화됐을 때 이를 억제하기 위해 T세포 자체에서 발현되는 CTLA4라는 막단백질에서 세포질 단백질을 결합시켜 새로운 치료제를 개발하였다. 물질전달펩타이드는 경구투약이 아닌 환부에 직접 투약이 가능하여, 자가면역질환이 일어나는 부위의 T세포까지 치료 단백질을 전달하기 때문에 부작용의 위험이 적고, T세포의 활성화를 억제하는 단백질을 세포 속으로 넣어주기 때문에 치료효과가 우수하다.
천식의 경우 기도 내 스프레이로, 아토피의 경우 피부연고제로, 류마티스성 관절염의 경우 관절주사를 통해 약물 전달이 가능하다.
3. FHT-CT4가 자가면역질환의 근본적 치료제라 할 수 있는 이유는 무엇인가?
->우리 몸 속 면역체계는 전체가 연결이 되어있다. 때문에 특정 부위에 질병이 생겼을 때 정상적인 부위는 항상성을 유지할 수 있도록 하고, 질병이 생긴 부위만을 정확하게 치료하는 것이 중요하다. FHT-CT4는 인체에서 유래한 단백질을 이용해 환부에 직접 투약해 자가면역질환을 유도하는 T 세포에만 작용을 하기 때문에 다른 부위에는 영향을 미치지 않고 질병을 치료한다. 때문에 질병세포 자체를 치료해 근본적인 치료제라 할 수 있다.
4. 이번 네이처메디슨에 논문을 발표한 것에 대한 평가
-> 산업화 단계에 있는 신약이 네이처메디슨에 소개된 것은 국내에서 아주 이례적이다. 특히, 연세대학교 이상규 박사팀과 신약개발 전문 바이오 벤처기업 포휴먼텍, 그리고 순천향대 호흡기내과 박춘식 교수팀이 각자 자신의 분야에서 최선을 다한 결과로, 대학연구팀과 바이오벤처, 그리고 병원 임상연구팀의 긍정적 연구모델로 평가 될 수 있을 것으로 생각한다.
웹사이트: http://www.forhumantech.com
연락처
프레인 박선미 02-722-2693 ext.402 011-9116-0913
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2007년 12월 21일 10:00