이혁진 교수팀, RNA 약물의 경폐 전달 기술 확보해 폐 섬유화 치료 길 열어
코로나19 대표적 후유증인 폐 섬유화 질환 해결 가능성 보여줘
세계적 국제학술지 <Advanced Functional Materials> 게재
이혁진 교수 연구팀이 RNA 약물의 경폐 전달을 위한 표적 지질나노입자(Lipid nanoparticle; LNP) 제형 기술 개발을 발표했다. 연구팀은 표적 전달기술이 도입된 지질나노입자를 활용해 RNA 약물의 폐 흡입 전달에 성공했으며, 이를 통해 폐 섬유화 질환이 억제되는 효과를 확인했다. 이러한 결과는 RNA 약물치료가 향후 만성 및 특발성 폐 섬유화 질환 해결에 활용될 수 있음을 보여주었다.
최근 코로나-19 감염병을 통해 발생하는 대표적 후유증으로 폐 섬유화증이 부각되면서 새로운 치료법에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다. 난치성 질환으로 알려진 폐 섬유화증은 콜라겐과 같은 세포외기질(extracellular matrix, ECM)의 과도한 생성 및 침착으로 폐 조직의 섬유화가 만성적으로 진행되는 질환이다. 일반적으로 호르몬 약물과 면역억제제 처방을 병행하지만, 병의 진행 자체를 막지 못하고 부작용이 심해 근본적인 치료법 개발이 필요한 실정이다.
(왼쪽부터) 이혁진·이윤실교수, 진희·정예희 씨
섬유화질환 MRC 연구센터(단장 이윤실 교수)에서는 섬유화의 다양한 치료법을 연구하고 있으며, 폐 섬유화 과정에 관여하는 다양한 유전인자 확인을 통해 섬유화 진행 억제를 위한 신규 타겟(GTSE1)을 발굴하는 데 성공했다. 이윤실 교수는 “섬유화나 암 전이 발생에 중요한 기작인 상피 간엽 전이(EMT) 과정과 관련된 단백질 GTSE1이 폐 섬유화증 치료를 위한 새로운 표적 단백질이 될 수 있음을 확인했다”고 밝혔다.
RNA 약물을 이용해 질병에 직접 관여하는 유전자를 선택적으로 조절함으로서 질병의 근본적인 치료를 추구해온 연구센터는 RNA 약물 치료 효과를 극대화하기 위해 표적 세포로의 약물전달 기술을 적용했다. 본 기술은 이화여대 약학과 이혁진 교수가 2020년 보고한 체내 RNA 약물 전달이 가능한 지질나노입자를 더욱 발전시킨 것이다.
이번 연구에서 이혁진 교수 연구팀은 물리 화학적 특성이 서로 다른 세 가지 유형의 지질나노입자 제형을 이용하여 질병 상태에 따라 폐 조직 및 세포로의 전달 효능을 확인했다. 그 결과 특정 리간드가 도입된 지질나노입자에서 섬유화가 일어난 폐 조직과 세포로의 전달 효율이 매우 우수한 것을 확인했다. 이혁진 교수는 “질병의 병리적 및 생리적 특성을 반영한 표적 지질나노입자 제형 개발은 RNA 약물 부작용 최소화와 치료효과 극대화를 기대할 수 있다”고 밝혔다.
연구에 참여한 진희 박사와 정예희 박사과정 학생은 “기존 약물로 완치가 어려웠던 폐 섬유증 치료제 개발에 새 지평을 열게 돼 기쁘다”는 소감과 함께 “지질나노입자의 경폐 전달이 가능함과 더불어 간 이외의 표적 장기 및 특정 세포로의 RNA 약물 전달 가능성을 확인해, RNA 약물을 더 넓은 범위의 질병 치료에 적용할 수 있게 되었다”고 본 연구의 의의를 밝혔다.
이번 연구 성과는 과학기술정보통신부 한국연구재단, 식품의약품안전처, 질병관리청의 지원으로 수행됐으며, 세계적 국제학술지인 어드밴스드 펑셔널 머테리얼스(Advanced Functional Materials) 12월 3일 온라인판에 게재됐다.