당뇨?비만 치료를 위한 먹는 유전자치료제 개발

연구자 한양대학교 이동윤
주요 지원 내역 개인기초연구사업(과학기술정보통신부)
성과창출연도 2017
성과내용 먹는 유전자치료제는 1998년 미국 Leong KW 연구팀에 의해 처음 가능성을 제시하였다. 하지만 흡수 효율이 매우 저조하고 치료 효능 구현등의 문제로 개발이 중단되었다. 그 후 20년 동안 전 세계의 많은 연구그룹들이 경구형 유전자치료제의 중요성을 인식하고 연구가 되고 있으나 재현성·안전성 등의 한계로 상용화를 하지 못하였다. 치료용 유전자를 먹어서 흡수시키기 위해서는 소화기 계통의 강력한 산성조건 및 수많은 단백질 분해효소들로부터 유전자를 보호해야 하고, 장막에 도달한 후에는 빠르게 흡수되어 세포 내로 전달되어 그 유전자가 발현이 되어야 한다. 이를 위해서 마시는 우유에 존재하는 단백질들 중 락토페린 성분과 새우·크랩 껍질에 존재하는 키토산 물질의 결합체를 세계 최초로 개발하였다. 이는 먹을 수 있는 것으로 구성된 것이므로 안전성이 매우 우수하다. 또한 락토페린은 장막 수용체에 대한 표적성 결합으로 장막에서의 흡수율이 매우 높아지고 그에 따른 재현성이 탁월해지며, 키토산은 음전하의 유전자와 이온결합을 하여 소화기 계통에서 안정화 될 수 있게 해준다. 동물실험 결과, 먹는 유전자치료제는 장막을 통해 흡수가 된 후 장,간,췌장 등에서 발현이 되고 먹는 유전자치료제로부터 비만치료 단백질의 혈중 농도가 5개이상 매우 높게 검출되엇다. 특히 췌장에서 인슐린 단백질 발현 촉진을 강력하게 유도하는 것을 확인하였고, 그 결과 혈중 인슐린 단백질의 농도가 대조군(1 ng/ml)대비 4~5 ng/ml농도로 매우 높게 검출되었다. 치료 효능을 검증하기 위해ㅓ, 실험동물에게 고지방식(high-fat diet)사료를 4~5개월 정도 주어서 당뇨·비만을 유도를 한 후 먹는 유전자치료제를 4일에 1회씩 경구로 투여를 하게 되면, 그 결과 모든 실험동물 개체들의 체중이 통계적으로 유효성 있게 약 5~10% 정도 지속적으로 감소되고 혈당수치도 약 30~40% 정도 강하되는것을 확인하였다. 즉, 재현성·안전성이 극복되어 모든 개체군에서 동일한 효과를 관찰한 것이다.

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