바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 장종원 기자

음원식 한림대 교수, 바이오파마테크 콘서트서 발표..벡터 차별화해 독성↓, 활성도↑

CIAP1을 포함하는 융합단백질을 통한 항염증, 파킨슨병 치료제 개발 전략이 소개됐다. 세포사멸을 억제하고 Ras 신호전달계를 조절한다고 알려진 CIAP1(cytokine induced apoptosis inhibitor 1)을 효과적으로 세포내로 침투시키는 것이 핵심기술이다.

음원식 한림대 교수는 17일 인터컨티넨탈서울 코엑스에서 열린 '바이오파마 테크콘서트'에서 ‘CIAP1 융합단백질을 포함하는 항염증 약학 조성물'에 대해 발표했다. 바이오파마 테크콘서트는 국내 유망 바이오기술을 소개하고 기술이전을 모색하는 행사로 과학기술일자리진흥원, 한국제약바이오협회, 바이오스펙테이터가 공동으로 개최했다.

음 교수는 세포나 조직안으로 단백질 치료제를 전달하는 PTD(protein transduction domain) 기술에 활용되는 tat 등의 펩타이드를 CIAP1과 융합한 단백질을 만들었다. tat는 ▲마이셀(micelle)운반기전, ▲직접 침투 기전(Direct penetration), ▲내포작용(endocytosis) 등을 통해 CIAP1을 세포안으로 전달한다.

연구팀은 특히 벡터를 차별화해 독성이 적고 안정적인 융합단백질을 만들었다. 또한 단백질을 native 형태로 정제해 활성도도 높였다.

음 교수는 먼저 tat-CIAP1 융합 단백질을 통해 ▲염증성 피부질환, ▲파킨슨병 치료 가능성을 검증했다. 음 교수는 세포모델과 동물모델에서 LPS(Lipopolysaccharide)와 TPA(2-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate)를 이용해 면역반응을 유도한 후 tat-CIAP1 융합 단백질의 효과를 확인했다.

tat-CIAP1 융합 단백질은 대조군과 비교해 세포 침투율이 증가했고, 면역반응에 의해 증가한 활성산소(ROS) 수준과 DNA 조각(fragments) 비율을 정상 수준으로 회복시켰다. 추가적으로 면역반응에 의해 활성화되는 NF-κB와 MAPK 단백질 활성수준과 세포사멸(apoptosis) 표지인 캐스페이즈-3(caspase-3) 활성 수준이 tat-CIAP1 융합 단백질 처리 세포에서 감소했다. tat-CIAP1 융합 단백질은 피부종 마우스모델에서 부은 피부와 전-염증(pro-inflammatory)인자인 사이토카인(cytokine)의 증가한 mRNA 발현 수준을 정상 수준으로 회복시켰다.

연구팀은 파킨슨병 동물 모델에서도 효과를 확인했다. 파킨슨병은 60세 이상 고령인구에서 유병율이 높은 퇴행성 뇌질환으로 뇌 흑질(substantial nigra)의 도파민 신경이 퇴행해 발병한다.

연구팀은 tat-CIAP1 융합단백질이 MPTP(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine)를 이용해 만든 파킨슨병 마우스 모델에서 혈액-뇌 장벽(blood brain brain, BBB)을 통과해 뇌로 들어가, 파킨슨병 마우스 모델에서 보이는 도파민 세포 사멸을 완화시키는 결과를 보였다. 추가적으로, 활성화된 면역반응 인자들(NF-kB, MAPK, caspase-3)이 정상 수준으로 회복되는 것을 확인했다. 음 교수는 “우리의 단백질 침투 기술은 신약개발을 위해 다양한 질환에 응용이 가능하다”고 강조했다.

▲PTD 융합 단백질 기전(테크콘서트 발표 현장)