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지질-단백질 나노 복합체 형성해 피부를 투과할 수 있는 신약 개발
친수성 물질 투과 힘든 각질층 발달한 아토피와 건선 피부 … 지질 이용해 합성한 소수성 약물은 피부 투과 가능하고 부작용 적어
[451호] 2018년 09월 04일 (화) 정지호 기자 mkll321@kaist.ac.kr

 생명과학과 전상용 교수 연구팀이 피부를 투과해 아토피성 피부염(이하 아토피)이나 건선*에 직접 작용해 염증이 일어난 세포의 증식을 막고 면역세포의 흥분을 억제하는 펩타이드 치료제를 개발하였다. 이번 연구는 지난 6월 27일 나노분야 국제 학술지 <에이시에스 나노(ACS Nano)> 온라인판에 게재되었다.


염증 세포와 면역계 자극하는 STAT3

 아토피와 건선은 자가면역질환의 일종으로 피부에 염증을 일으켜 가려움을 유발한다. 이러한 질병들은 다음과 같은 메커니즘으로 증상이 나타난다. 먼저, 알레르기나 감염에 의해 염증이 발생하고 이를 치료하기 위해 면역세포가 활성화된다. 이후 면역세포가 염증이 일어난 피부 세포를 공격하게 되어, 오히려 염증이 더 심해지는 자가면역증상이 나타난다. 이때 염증이 일어난 세포에서 STAT3(Signal Transducer and Activator of Transcription 3)라는 단백질이 과도하게 활성화되는데, 이 단백질은 세포의 자연사를 막는 유전자의 전사인자**로 이 단백질이 많아지면 염증이 발생한 세포가 죽는 것을 억제한다. 이렇게 염증 세포가 죽지 않고 계속 분열하여 아토피나 건선 환자들은 계속 염증에 시달리게 되고, 피부의 각질층은 두꺼워지게 된다. 이로 인해 일부 약물들은 두꺼워진 각질층을 뚫지 못해 사용할 수 없다.  


스테로이드 계열의 약물, 부작용 가져

 또한, 이와 같은 질병들은 아직 완치 방법이 알려지지 않아 질병의 증세를 완화시키기 위해 지속해서 약물을 사용할 수밖에 없다. 아토피와 건선의 증상을 진정시키는 데에는 보통 스테로이드 계열의 약물을 많이 이용한다. 스테로이드 계열의 약물은 효과가 확실하게 나타난다는 장점이 있는 반면, 면역이 약해지거나 부종이 생기는 등 몸 전체에 부작용이 생겨 지속해서 사용하기 힘들다는 문제점이 존재한다. 


환부 도달 못하는 친수성 치료 약물 

 연구팀은 연구팀이 2014년에 개발한 STAT3 억제 펩타이드를 이용해 기존 약물의 부작용을 가지지 않는 새로운 약물을 개발했다. STAT3 억제 펩타이드는 STAT3와 결합해 STAT3의 활성을 억제하여 염증 세포의 증식과 면역 세포의 흥분을 막아준다. 하지만 펩타이드는 친수성 물질이기 때문에 아토피나 면역세포로 인해 두꺼워진 피부의 각질층을 통과할 수 없어 증상이 나타나는 진피층에 도달하지 못해 아토피나 건선의 증상을 완화시키지 못한다는 문제가 있다.


지질과 단백질로 소수성 약물 만들어

 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 두 종류의 지질과 STAT3 억제 펩타이드를 이용하여 30~40nm 크기의 나노 복합체를 만들었다. 지질과 펩타이드를 물에 넣고 초음파분산기를 이용해 분산시키게 되면 펩타이드의 양극과 지질의 음극이 상호작용을 하여 원판 형태의 안정한 소수성의 복합체를 형성한다.  


 연구팀이 개발한 약물은 스테로이드 계열의 약물이 아니기 때문에, 스테로이드 계열의 약물을 사용하였을 때 나타날 수 있는 부작용을 걱정하지 않아도 된다. 또한, 이번 연구는 친수성의 펩타이드를 진피층까지 도달할 수 있도록 하기 위해 펩타이드를 코팅하는 기술을 개발했다는 의의가 있다. 


 전 교수는 “이번 연구에서 개발한 약물을 기업체와 협력을 통해 상용화하려는 계획이 있다”며, “약물의 부작용이 적을뿐더러 피부에 바르는 연고 형태여서 임상시험도 쉬울 것이다”라고 밝혔다.


건선*

피부가 붉어지고 각질이 일어나는 증상을 가짐. 팔꿈치 등 자극을 받는 부위에 발생.

전사인자**

DNA에 결합하여 유전자의 발현을 촉진하거나 억제하는 단백질.

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