보도자료

[기고문] 알츠하이머병 극복 삼종 셋트: 기전, 진단, 그리고 신약 연구

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구분 포스코사이언스펠로십 등록일자 2020.06.05
첨부파일 조회수 518

 

안녕하십니까. 포스코사이언스펠로 11기 김영수 입니다. 현재 연세대학교 약학과에서 화학생물학에 기반하여 알츠하이머병의 기전, 신약, 진단기술 관련 연구를 병렬적으로 수행하고 있습니다. 주로 아밀로이드베타(Aβ)라고 하는 알츠하이머병 바이오마커 단백질에 집중된 연구 주제를 다루고 있으며, 환자의 뇌 안에 축적된 Aβ oligomer와 plaque를 제거하여 병을 치료하는 경구용 합성신약(small molecule drug)의 세계 최초 승인이 현재 저의 목표입니다. 고령화 사회에 접어들고 알츠하이머병 환자 유병율이 매년 증가하고 있지만 안타깝게도 알츠하이머병은 아직까지 치료제가 없습니다. 제가 개발한 안전하고 값싼 알츠하이머병용 경구용 알약이 전세계 약국에서 판매되는 나름 큰 꿈을 꾸고 있습니다. 연구실 식구들과 신나게 연구하고 있고 주위에 도와주시는 분들이 많이 계셔서 이 꿈이 반드시 이뤄질 것이라 굳게 믿고 있습니다.

 

알츠하이머병 연구는 기전 규명과 진단법 개발 및 신약 발굴이 동시에 이루어져야 하며 상호 도움이 되는 결과가 도출 되고 시너지 효과가 날 수 있다는 판단 하에 저희 연구실은 이 삼종 셋트 연구를 병렬적으로 수행하고 있습니다. 관련하여 저희 연구실의 대표 인프라가 종합된 연구 논문 한편을 최근 Angewandte Chemie International Edition(IF 12.257)에 게재하였습니다. ‘Discovery of chemicals to either clear or indicate amyloid aggregates by targeting memory‐impairing anti‐parallel Aβ dimers’ (doi: 10.1002/anie.202002574)라는 제목부터 이미 장황한 연구 결과입니다. 논문 내용을 간단히 요약하면, 아밀로이드베타 단백질의 응집체 중 역평행성 이합체(anti-parallel dimer) 구조만이 알츠하이머병을 일으킨다는 점을 밝히고 약효평가시스템을 개발하여 역평행성 이합체를 선택적으로 표적할 수 있는 형광 뇌영상 프로브를 개발하였으며 알츠하이머병 형질전환 마우스의 뇌에서 항체 신약처럼 아밀로이드 응집체를 제거 할 수 있는 약물을 신약재창출 접근법으로 도출하였습니다.

 

처음에는 기전이 궁금했기 때문에 단순히 dimer의 두가지 구조에 따른 병리학적 역할 차이를 알아보고자 했습니다만 ‘평행성과 역평행성 dimer가 이렇게 다릅니다’ 하고 결론을 냈더니 ‘so what?’이라는 반응이 많아서, 그럼 약효 평가 시스템을 만들어 보자고 결론을 내렸습니다. 약효 평가 시스템을 만들고 나니 약효를 보지 않으면 의미가 없어서 FDA-approved drug library를 구해서 스크리닝을 했고 운좋게 몇종의 약물이 걸렸습니다. 약물 검색 결과까지 실린 manuscript를 투고 했더니 ‘동물 모델에서 약효를 봐야하지 않겠나?’라는 의견과 함께 reject를 받았고 ‘그럼 해봐야지’라는 생각으로 동물 실험을 했고 reject을 받았던 저널의 에디터와 리뷰어께서 마음에 드셨는지 accept를 해주셨고 동시에 ‘Hot Paper (2명 이상의 리뷰어가 중요하다고 판단하는 경우)’로 등재되었습니다. 이 과정이 딱 19년 걸렸습니다. 목표가 여러번 업그레이드 되었고 기초, 진단, 신약과제 중 어디에 맞추어야할지 애매한 내용의 연구라 어울리는 과제를 지원하지 못하고 오랜 기간 남는 시약, 남는 시간으로 연구를 하다보니 시간이 좀 오래 걸렸습니다.

 

현재도 연구과제화 되지 못한 ‘unfunded project’가 연구실에서 다수 수행되고 있습니다. 그리고, 앞서 말씀 드린 19년 과제 못지 않게 10년 이상 수행한 또 다른 ‘장기 알츠하이머병 삼종 셋트’ 연구가 있는데 작년에 이 연구 내용을 주제로 하여 포스코사이언스펠로십(11기)에 합격했습니다. 알츠하이머병의 단백질 축적 기전을 규명하여 이를 토대로 신약 발굴과 진단기술 개발을 하는 연구로 최근 알츠하이머병 환자 뇌조직에서의 검증까지 마쳤습니다. 올해 발표한 역평행성 dimer의 경우처럼, 여러 단계의 마일스톤을 설정하여 검증하며 다음 단계로 나아가야 하지만 가설만으로는 너무 터무니없거나 도전적이기 만한 연구 구제를 들고 연구비를 수주하기란 참 어려운 일인 것 같습니다. 그동안 동일한 주제로 개인과제를 여러번 지원했으나 모두 서류 탈락 하면서 뼈저리게 느꼈습니다. 이 도전적인 연구를 당당히 해볼 수 있도록 기회를 주신 포스코청암재단에 진심으로 감사를 드립니다. 2010년 포스코사이언스펠로십에 대해 처음 들었을 때 제가 지원하기에는 멀어보이기만 했습니다만, 이렇게 10년이 지나 올해의 펠로로 선정되어 무한한 영광이며 이를 토대로 도전적인 연구 많이 하여 향후 청암상까지 노려보고자 합니다. 앞으로도 포스코사이언스펠로십이 많은 동료 과학자들에게 도전의 기회를 선사해주셨으면 하는 바램이 있고 이를 위해서는 기존 펠로우가 펠로우십을 빛나게 해야한다 생각하여 열심히 정진하고자 합니다.

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