포스텍 차형준 교수팀 '홍합 이용 심근경색 치료제' 개발

포스텍 연구팀, 홍합단백질로 심근경색 치료제 개발

심근경색 치료용 기능성 마이크로니들 접착 패치 모식도. 포스텍 제공

포스텍 차형준 교수

국내 연구진이 홍합을 이용한 심근경색 치료제 개발에 성공했다.

포스텍(포항공대) 화학공학과 차형준 교수는 임수미 석사, 박태윤 박사, 전은영 박사(현 미국 컬럼비아대학교 박사)와 함께 연구팀을 꾸려 몸속 성장인자와 세포외 기질 유래의 기능성 펩타이드를 포함한 새로운 홍합접착단백질을 개발했다.

연구 결과는 바이오소재 분야 최고 학술지인 '바이오머터리얼스'에 게재됐다.

성장인자는 세포의 성장과 분화에 관여하는 단백질이며, 세포외 기질은 세포를 제외한 조직의 나머지 성분을 일컫는다.

연구팀은 이 기능성 펩타이드를 손상된 심근 조직에 효과적으로 전달하기 위해 심장조직에 간단하게 붙일 수 있는 패치형 주사(마이크로니들)를 만들었다.

주사 끝부분에는 기계적 강도가 우수한 실크 피브로인 단백질을 적용해 동물의 심근 조직 표면에 침투를 쉽게 했다.

300~800마이크로미터 길이의 미세 바늘로 구성된 마이크로니들은 조직 표면을 통과해 유효성분을 전달하는 약물전달시스템이다. 두꺼운 바늘로 찔러야 하는 기존 주사와 달리 장기 조직 표면에 부착만 하면 된다.

심근경색은 일단 발생하면 심장근육세포와 혈관을 손상시킨다. 심장근육이 손상되면 혈관재생을 돕는 성장인자나 약물 등을 심장에 주입해야 하는데, 성장인자의 반감기가 너무 짧은데다 체내에서 오래 머물지 못한다는 단점 때문에 환자들이 지속적으로 주사를 맞아야 한다.

하지만 마이크로니들을 심근경색 치료에 적용하면 이 같은 단점이 모두 해결된다는 것을 연구팀은 확인했다.

기능성 펩타이드가 든 홍합접착단백질은 세포의 증식과 이동을 촉진하고, 마이크로니들은 수축운동이 반복되는 심장조직에서 패치가 견고하게 유지될 수 있도록 한다.

마이크로니들을 통해 확보한 미세한 통로로 들어간 기능성 홍합접착단백질은 손상된 심근조직에 오랫동안 남아 심근세포의 추가적인 사멸을 막고 근섬유화를 완화하는 등 심근벽을 회복하는데 효과적인 것으로 나타냈다.

차 교수는 "손쉽게 구할 수 있는 원천소재인 홍합접착단백질을 이용해 실제 심근경색 동물모델에서 기능성 펩타이드를 효과적으로 전달하는데 성공했다"며 "심근경색 치료제의 가능성을 확인했을 뿐만 아니라 앞으로 비슷한 환경의 조직 재생 치료에도 다양하게 적용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.