퇴행성 뇌질환의 난제인 파킨슨병(PD)과 알츠하이머병(AD)에 대한 새로운 치료제 접근 가능성이 국내 연구팀에 의해 제시됐다. 경상국립대 생명과학부 김명옥 교수 연구팀은 23일 “식물 유래 단백질(osmotin)에서 추출한 9개 아미노산 펩타이드를 개발, 파킨슨병 동물실험 모델에서 병리의 핵심 축을 동시에 억제하는 효과를 확인했다”고 했다.
이 연구(Osmotin-derived 9-amino-acid peptide alleviates α-synuclein and MPTP-induced glial cell activation mediated neuroinflammation, protecting dopaminergic neurons in Parkinson's disease mice brain)는 국제 학술지 <<의생명과학 저널(Journal of Biomedical Science)>>(임팩트 팩터 IF=13, 의학 분야 상위 4%) 최근호에 게재됐다.
그에 따르면 연구팀은 오스모틴(osmotin)과 구조·기능적으로 유사한 최소 기능 서열을 기반으로 펩타이드를 설계했다. 파킨슨병의 주요 병인인 α-시누클레인(α-syn) 응집, 신경염증, 산화스트레스를 타깃으로 한 이 물질은 혈액뇌장벽(BBB) 통과가 용이하고 독성이 낮은 것으로 나타났다.
SH-SY5Y 세포 모델과 두 가지 파킨슨병 마우스 모델(NSE-hαSyn 형질전환 및 MPTP 유도)에서 실험한 결과, α-syn 축적이 감소하고 도파민 신경세포(TH, DAT, VMAT2 발현 회복)가 보호됐으며, 신경염증 지표(GFAP, Iba-1, p-NF-κB, TNF-α, IL-1β)가 줄었다는 것이다. 또한 Nrf-2/HO-1 경로 활성화로 산화스트레스가 완화됐고, 운동 기능(폴 테스트, 로타로드 등)도 개선됐다.
이 펩타이드는 연구팀이 이전에 했던 알츠하이머병 모델 연구에서 인지 기능 향상과 플라크 억제 효과를 보인 바 있다. 김 교수팀은 "하나의 물질로 알츠하이머병(AD)과 파킨슨병(PD)의 공통 병리(염증과 산화스트레스)를 제어할 수 있다"고 설명했다. 이는 퇴행성 뇌질환의 다중 기전 치료 전략으로 평가된다.
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파킨슨병은 전 세계 수백만 명이 앓는 신경퇴행성 질환으로, 도파민 신경세포 손실로 인한 떨림, 경직, 운동 장애가 주요한 특징들. 이에 기존 치료법은 도파민 보충(레보도파 등)에 의존하지만, 이는 증상 완화에 그치고 장기 부작용(이상운동증)이 발생했다. α-syn을 직접 타깃하는 면역·유전자 치료도 BBB 통과와 특이성 문제로 한계를 드러냈다.
파킨슨병 치료의 새 방향 제시... '다중 기전 접근' 글로벌 트렌드에도 부합
이에 전 세계, 특히 미국과 유럽 연구자들은 α-syn 응집뿐 아니라 신경염증과 산화스트레스를 동시에 조절하는 다중 기전 접근에 주목해왔다. 김 교수팀의 펩타이드 연구도 이런 트렌드에 부합한다. 현실화 잠재력이 크다는 얘기다.
그러나 인간 임상 실패율이 90% 이상인 점을 고려하면, 5-10년 내 상용화는 불투명한 것도 사실. 추가 약동학 분석과 장기 안전성 평가가 필수다. 또한 글로벌 공동연구 여부, 막대한 자금 확보도 실험실 성과를 넘어 임상 성공에 이르는, 길고 어려운 여정을 헤쳐 나갈 관건이 된다.
한편, 김명옥 교수는 퇴행성 뇌질환 분야에서 30년 경력을 보유한 전문가. 258편 이상의 논문을 발표하고 구글 스칼러 인용 지수 15,625회를 기록했다. 특히 알츠하이머병 관련 osmotin 연구(2017년 Molecular Psychiatry 게재)와 멜라토닌·바닐산 기반 연구로 많이 알려졌다.
