나노기술 및 정책 정보

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알츠하이머 치료제 개발을 앞당길 '약물 스크리닝(탐색)' 방법이 제시됨. 나노입자 표면에 알츠하이머를 일으키는 물질을 코팅하고, 어떤 화합물을 만났을 때 분해되는지 찾는 방법임.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 윤대성 고려대 교수팀이 이정훈 광운대 교수, 이규도 고려대 교수, 황교선 경희대 교수와 공동으로 알츠하이머 유발 물질을 선택적으로 분해하는 화합물을 탐색하는 플랫폼을 개발했다고 27일 밝힘.

알츠하이머를 일으키는 물질로 지목된 것은 '아밀로이드 베타 올리고머'임. 아밀로이드 베타 올리고머는 2개 이상의 적은 개수의 아밀로이드 베타 단량체가 응집된 것으로, 세포 독성, 시냅스 붕괴, 타우 단백질 인산화 등을 유발하는 것으로 알려짐.

'아밀로이드 베타 올리고머'를 분해하는 약물(화합물)을 찾는다면 치료제의 중요한 후보군이 될 수 있음. 윤대성 교수팀은 이를 손쉽고 빠르게, 저렴한 가격으로 찾을 수 있는 약물 스크리닝법을 개발함.

연구은 나노입자에 아밀로이드 베타 올리고머를 코팅시키는 방법을 사용함. 플라즈모닉 나노입자 표면에 아밀로이드 베타 단량체를 붙임. 이 모습이 마치 태양을 감싸고 있는 '코로나' 같다고 해서 '아밀로이드 단백질 코로나'라고 불렀음.

아밀로이드 코로나로 둘러싸인 나노입자(단백질코로나-나노입자 복합체)는 약물 후보 물질에 신속하게 반응함. 예를 들어, 이 단백질코로나에 화합물A(약물 후보 화합물)를 넣었다고 가정해볼 때, 화합물이 아밀로이드 베타 올리고머를 분해시키면서 나노입자 표면이 드러남. 이어서 나노입자가 뭉치고, 용액이 빨갛게 변함.

용액의 색깔을 맨 눈으로 관찰하는 것만으로도 후보화합물 적합성을 확인할 수 있음. 정량적인 데이터는 흡광도 스펙트럼을 통해 관측이 가능함. 세포실험이나 마우스 실험을 할 때 수 일에서 일주일이 넘게 걸리는 실험 시간도 3~6시간 내외로 단축할 수 있음.

또한 형광표지와 같은 추가적인 처리 과정이 필요 없고, 고가의 아밀로이드 베타를 극소량만 사용한다는 것도 큰 장점임. 윤대성 교수는 "1g 당 4천만원 대에 이르는 값비싼 아밀로이트 베타를 소량만 사용하기 때문에 경제적이고, 기존의 스크리닝 방법보다 50배 적게 사용하는 정도다"고 설명함.

앞으로는 약물스크리닝 플랫폼을 이용해 본격적으로 약물을 발굴할 계획임. 치료제 개발로 이어지기 위해서는 수만 가지 이상 화학물질 라이브러리가 필요함. 이를 스크리닝할 단백질코로나-나노입자 복합체 역시 대량 합성해야 함. 연구팀은 "다른 연구팀과 관련 회사와 지속적이고 빈번한 교류를 통해 실용화해나가겠다"고 밝힘.

이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업, 원천기술개발사업 및 4단계 BK21 사업 등의 지원으로 수행됨. 연구논문은 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 1월 27일 게재됨.