국내 연구진이 세포의 성장, 증식 및 분화에 관여하는 단백질인 ‘성장인자’를 효과적으로 생체 내로 전달하는 새로운 작용기전의 원천기술을 개발했다. 분해되기 쉬운 성장인자의 안정적인 전달을 도와 조직재생이 필요한 악안면기형, 만성신장질환 같은 질환치료 연구에 기여할 것으로 기대된다.
▲ (왼쪽부터)김희진, 육종인, 김남희 교수
연세대 치과대학 김희진, 육종인, 김남희 교수 연구진이 주도한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(도약) 및 서울시와 서울산업진흥원의 특허기술상품화 기술개발 지원사업 등의 지원을 받아 수행됐다. 연구결과는 생체재료 분야 국제학술지 ‘Biomaterials’ 온라인판 9월15일자에 ‘A platform technique for growth factor delivery with novel mode of action’ 제목으로 게재됐다.
질병의 증상을 해소하거나 원인을 제거하는 방식과 달리 성장인자를 이용해 기능이 저하되거나 손상된 세포나 조직의 재생을 돕는 방식의 재생의학 연구가 최근 활발하다. 하지만 잘 알려진 BMP2, FGF와 같은 성장인자들은 세포 내에서 쉽게 분해, 고농도 투여가 필요해 실제 임상적용에 한계가 있었다.
▲ 기존 성장인자 전달기술(왼쪽)과 본 연구의 성장인자 전달기술에 BMP2를 적용한 조직재생 폴리펩타이드의 작용기전 비교 도식도(오른쪽)
연구팀은 세포막을 통과하는 단백질 전달체를 이용해 전구약물 형태의 성장인자를 융합시킨 후 세포 및 생체 내로 성장인자가 성공적으로 전달되는 것을 확인했다.
전달체와 전구약물 형태의 성장인자가 결합된 조직재생 폴리펩타이드는 성숙된 상태로 투여하는 기존 성장인자와 달리 비활성 상태로 제작하기 때문에 경제적이고 임상에서 취급이 용이할 것으로 기대된다.
실제 BMP2 전구약물을 적용한 조직재생 폴리펩타이드를 비글견에 투여하자 마이크로그램 단위로도 골재생이 유도되었다는 설명이다. 세포의 이동성을 조절하는 것으로 알려진 성장인자(BMP7, DKK1)도 효과적으로 생체 내로 전달되어 암세포의 이동과 침윤을 억제했다.
▲ 본 연구의 성장인자 전달기술에 BMP2를 적용한 조직재생 폴리펩타이드의 골형성 in vivo efficacy 검증
연구진은 “이 전달체가 다양한 성장인자에 적용될 경우 기존 수용성 성장인자의 한계를 극복할 수 있을 것”으로 기대했다.
