KAIST, 저분자 화합물 산화 환원 반응 통해 알츠하이머 원인 조절 증명

KAIST 교수팀이 단순한 원리를 이용해 알츠하이머 질환 치료제 후보군 저분자 화합물을 개발했다.<사진=KAIST 제공>
KAIST 교수팀이 단순한 원리를 이용해 알츠하이머 질환 치료제 후보군 저분자 화합물을 개발했다.<사진=KAIST 제공>
KAIST(총장 신성철)는 임미희 화학과 교수팀이 알츠하이머 발병 원인을 동시다발적으로 억제 가능한 새로운 치료제 원리를 증명했다고 11일 밝혔다. 동물모델 치료를 통해 원리도 입증했다.

알츠하이머병은 치매를 일으키는 대표적인 뇌 질환이다. 대표적 원인 인자로 ▲활성 산소종 ▲아밀로이드 베타 ▲금속 이온이 알려져있지만, 원인 인자들 사이의 원리들은 아직도 명확하게 밝혀지지 않고 있다.

이 요인들은 개별적으로 질병을 유발하기도 하지만 상호 작용을 통해 뇌 질환을 더욱 악화시킨다. 예를 들어, 금속 이온들은 아밀로이드 베타와 결합해 아밀로이드 베타의 응집 속도를 촉진시킬 뿐만 아니라, 활성 산소종들을 과다하게 생성해 신경독성을 유발할 수 있다. 따라서 이처럼 복잡하게 얽힌 여러 원인 인자들을 동시에 겨냥할 수 있는 새로운 알츠하이머병 치료제 개발이 필요하다.

임 교수팀은 단순한 저분자 화합물의 산화 환원 반응을 이용해 알츠하이머병의 원인 인자를 손쉽게 조절할 수 있음을 증명했다. 특히 산화되는 정도가 다른 화합물들의 합리적 설계를 통해 쉽게 산화되는 화합물들은 알츠하이머 질병의 여러 원인 인자들을 한꺼번에 조절할 수 있다는 사실을 확인했다.

실험적 증명도 했다. 임 교수 연구팀은 저분자 화합물의 산화 환원 반응으로 활성 산소종에 대한 항산화 작용의 가능성을 확인했을 뿐만 아니라 아밀로이드 베타 또는 금속-아밀로이드 베타의 응집 및 섬유 형성 정도 또한 확연히 감소되는 것도 연구를 통해 알아냈다. 

알츠하이머병에 걸린 동물모델(마우스)에 체외 반응성이 좋고 바이오 응용에 적합한 성질을 가지고 있는 대표 저분자 화합물을 주입한 한 결과, 뇌 속에 축적된 아밀로이드 베타의 양이 크게 줄어드는 현상과 함께 알츠하이머 동물 모델의 손상된 인지 능력과 기억력이 향상되는 결과도 확인했다. 

임미희 교수는 "이번 연구는 아주 단순한 방향족 저분자 화합물의 산화 정도의 차이를 이용해 여러 원인 인자들과의 반응성 유무를 확연히 구분할 수 있다는 점을 증명한 데 의미가 있다"며 "이 방법을 신약 개발의 디자인 방법으로 사용한다면, 비용과 시간을 훨씬 단축시켜 최대의 효과를 가질 수 있다"고 말했다.

이번 연구는 백무현 KAIST 교수와 이주영 서울아산병원 교수, 기초과학연구원, 서울아산병원과 함께했다. 연구결과는 미국 화학회지에 4월 1일 게재됐다.

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