해양생물 유래 미토파지 촉진물질 ‘PDE701’에 의한 당뇨병콩팥병 치료 효과 요약.(사진=동아대 제공)

콩팥 기능 손상이 장기간 지속적으로 일어나는 만성신장질환(Chronic Kidney Disease) 발생률이 전 세계적으로 증가하는 가운데, 국내 연구진이 새로운 치료 전략을 개발하고 유망한 치료 후보물질을 제시하는 데 성공했다.

동아대학교는 의과대학 윤진호 교수와 한국해양과학기술원(KIOST) 이희승 박사 공동 연구팀이 대표적인 신장질환인 ‘당뇨병콩팥병(당뇨병성 신증)’의 발생에 미토파지(mitophagy) 활성 저하가 중요한 원인임을 규명하고, 해양 생물에서 발굴한 새로운 미토파지 촉진 물질을 사용해 치료 효과를 검증했다고 5일 밝혔다.

‘미토파지’는 손상됐거나 불필요한 미토콘드리아를 선택적으로 제거하는 기전으로, 최근 다양한 질병 발생과 밀접한 연관이 있음이 밝혀지면서 새로운 치료 전략으로 주목받고 있다.

연구팀은 자체 개발한 초파리 미토파지 모델을 분석, 신장 기능 유지에 미토파지 활성이 필수적이라는 것을 확인했다. 특히 당뇨병콩팥병 모델에서 신장 분비 저하나 신장의 형태적 이상이 나타나기 이전에 이미 미토파지 활성이 감소한다는 사실을 규명함으로써, 미토파지 활성 저하가 당뇨병콩팥병 발생에 원인적 요인임을 입증했다.

이를 토대로 미토파지 촉진물질 ‘PDE701’을 투여, 당뇨병콩팥병 모델의 미토파지 활성을 회복시키고 손상된 미토콘드리아 기능을 복구할 수 있음을 확인했다. 뿐만 아니라 ‘PDE701’ 투여가 당뇨병콩팥병 모델에서 손상된 신장 기능을 회복시키고 수명을 연장한다는 것을 입증했다.

‘PDE701’은 동아대-한국해양과학기술원 공동연구팀이 미토파지 촉진물질을 개발하기 위해 미크로네시아연방 축(Chuk)제도에서 확보한 해양생물 유래 화합물을 탐색해 발굴한 새로운 미토파지 촉진물질이다. 미토파지 촉진 활성이 우수하면서도 독성이 낮아 치료제 후보로서의 가능성을 입증, 2024년 British Journal of Pharmacology지에 그 성과가 발표되기도 했다.

윤진호 교수와 이희승 박사 공동연구팀이 진행한 이번 연구 결과는 ‘Experimental & Molecular Medicine(실험 및 분자의학)’에 온라인 게재됐다. ‘Experimental & Molecular Medicine’은 임팩트 팩터(Impact Factor) 12.9, 의학 연구 분야 상위 4.1%에 해당하는 세계적 권위의 학술지로, 국내에서 발행되는 과학 저널 중 가장 높은 인용지수를 보유하고 있다.

논문 제목은 ‘Exploring mitophagy levels in Drosophila Malpighian tubules unveils the pivotal role of mitophagy in kidney function and diabetic kidney disease(초파리 신장모델 분석을 통한 미토파지의 신장기능 및 당뇨병콩팥병에서의 필수적 역할 규명)’다.

이번 연구는 보건복지부와 해양수산부 연구 과제 지원으로 수행됐으며, 윤진호 교수와 유은희 대표가 공동 창업한 ㈜알트메디칼을 통해 미토파지 기반 신장질환치료제로 실용화하기 위한 후속 연구도 진행되고 있다.

윤진호 교수는 “근본적인 치료제가 없는 만성신장질환에서 미토파지 촉진이 새로운 치료 전략이 될 수 있다는 것을 입증했다는 점에서 큰 의의가 있다”며 “해양생물이 미토파지 기반 치료제 개발의 매우 유용한 자원이 될 수 있음을 확인한 것도 중요한 성과”라고 설명했다.