KAIST(총장 신성철)는 김준 의과학대학원 교수가 권호정 연세대학교 생명공학과 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 난치성 유전질환인 섬모병증의 치료제 후보를 개발했다고 30일 밝혔다.

세포 소기관인 일차섬모는 배아가 발생하는 과정에서 세포 간 신호전달에 관여하고 망막 광수용체 세포 기능에 역할을 한다. 

섬모병증은 이러한 섬모의 형성에 필수적인 유전자들의 돌연변이로 인해 발생하며, 소뇌발달이나 신장 이상, 망막 퇴행 등의 증상을 유발한다. 

아직까지 섬모병증 치료 약물은 개발되지 않았다. 섬모병증 뿐 아니라 기능손실 유전자 돌연변이가 원인이 되는 대부분의 희귀유전질환은 유전자 치료를 제외하고는 치료 약물의 개발이 이뤄지지 않았다.

연구팀은 문제 해결을 위해 섬모병증 원인의 하나인 CEP290 유전자 돌연변이를 유전자 편집기법으로 모사한 세포를 구축한 뒤 화합물 라이브러리 스크리닝 기법을 통해 섬모병증에서 나타나는 섬모형성 부진 현상을 극복할 수 있는 천연 저분자 화합물을 발굴했다.

발굴된 화합물은 CEP290 단백질과 복합체를 이뤄 섬모형성과 기능에 관여하는 NPHP5 단백질에 작용하는 것으로 나타났다.

CEP290 단백질이 유전자 돌연변이로 인해 만들어지지 않는 경우 NPHP5 단백질도 정상적으로 작용하지 못하는데 이 화합물은 NPHP5의 기능을 정상화시켜 복합체가 담당하던 기능의 일부를 회복시킨다. 

연구팀은 동물 실험 결과, 망막 퇴행 현상을 지연시키는 효과를 확인했다. 

김준 교수는 "발굴된 후보약물의 효과를 동물실험으로 확인했기 때문에 인체 효과를 증명하는 후속 연구를 진행할 예정"이라고 말했다. 

이번 연구는 보건복지부 희귀질환연구센터지원사업, 한국연구재단 바이오의료기술개발사업, 글로벌연구실 사업의 지원으로 수행됐다.

연구에는 김용준 박사과정이 1저자로 참여하고 정인지, 김성수, 정유주 연구원이 공동 저자로 참여했다.

연구 결과는 의·과학 분야 국제 학술지 '저널 오브 클리니컬 인베스티게이션(Journal of Clinical Investigation)'에 지난 23일자 온라인 판에 게재됐다.