국내 연구진이 미토콘드리아 재활용 과정으로 알려진 미토파지 기능 촉진 신물질(ALT001)을 최초 개발해 알츠하이머성 치매 치료의 새로운 출구 전략을 제시했다.

미토파지는 손상됐거나 수명이 다한 미토콘드리아를 선택적으로 제거하고 새로운 미토콘드리아 생합성을 촉진하는 일련의 세포 작용이다. ALT001은 이번 연구에서 새롭게 발굴한 미토파지 촉진 구조인 이소퀴놀린 스캐폴드를 화학적 최적화를 통해 합성한 새로운 미토파지 촉진물질이다.

한국보건산업진흥원은 윤진호 동아대학교 의과대학 교수와 조종현 의약생명공학과 교수, 전지훈 전남대학교 교수, 알트메디칼로 구성된 연구팀이 협업 연구를 통해 알츠하이머성 치매를 치료할 수 있는 미토파지 촉진 신물질(ALT001) 개발에 성공했다고 8일 밝혔다.

신물질 ALT001은 동물실험 결과 손상된 인지기능이 효과적으로 개선되는 등 임상치료 적용이 가능한 치매 치료 물질임을 입증했다. 또 독성이 낮고 세포 성장을 방해하지 않는 안전성을 입증했다.

알츠하이머성 치매 치료연구는 주로 아밀로이드 베타와 타우 단백질에 중점을 뒀지만 최근 연구결과에 따르면 미토콘드리아 기능 이상이 아밀로이드 베타와 상호작용해 치매 발병에 중요한 역할을 한다는 것이 확인됐다. 미토콘드리아 기능을 유지해주는 미토파지 과정의 촉진이 새로운 치료전략으로 주목받고 있다. 그러나 임상 적용 가능성이 입증된 미토파지 촉진 화합물의 부재로 실제 미토파지를 통한 치매 치료는 구현되지 않고 있는 실정이다.

연구진은 이런 상황을 개선하기 위해 자체적으로 개발한 미토파지 활성 분석 시스템을 활용해 화합물 라이브러리 스크리닝을 진행했다. 화합물 라이브러리 스크리닝은 많은 화합물들 가운데 특정 활성을 가지는 화합물을 발굴하는 실험과정이다. 연구에서는 여러 화합물들가운데 미토파지 촉진 활성을 갖는 화합물을 발굴했다.

스크리닝 분석 결과 연구진은 동일한 이소퀴놀린 스캐폴드를 가진 화합물들이 미토파지 촉진 활성을 나타낸다는 것을 발견했다. 미토파지 촉진활성이 개선된 화합물을 도출하기 위해 이소퀴놀린 스캐폴드를 화학적 최적화를 통해 개량해 ALT001이라는 화합물을 개발했다.

ALT001은 미토파지 활성을 효과적으로 촉진시키며 세포 성장을 방해하지 않는 안전성까지 보유해 임상 치료시 적용 가능성을 입증했다. 알츠하이머성 치매 마우스 모델에 ALT001을 사용해 학습·기억 능력을 평가하는 실험을 한 결과 치매 마우스 모델의 학습·기억 능력이 회복되는 결과를 얻었다.

연구를 주관한 윤진호 교수는 "치열한 경쟁을 벌이고 있는 미토파지 기반 치료제 개발분야에서 국책사업의 지원과 돕는 손길 덕분에 국내 연구진들이 임상적용까지 가능한 치매 치료물질 개발에 성공할 수 있었다"며 "이번 연구를 통해 그간 분자기전 검증 약물이 없어 실용화가 어려웠던 미토파지 기반 치매 치료제의 개발이 가능해질 것"이라고 말했다.

연구는 치매극복연구개발사업단의 지원을 통해 수행됐다. 연구결과는 의학연구분야 상위 5.8%의 세계적 권위의 학술지인 테라노스틱스에 지난달 27일 온라인으로 게재됐다.