성균관대 약학과 김충섭 교수팀은 이효종, 이원식 교수 연구팀과 함께 희귀 장내미생물에서 혈관신생을 선택적으로 억제하는 새로운 대사체를 발굴하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.
뉴시스 보도에 따르면, 이번 연구의 핵심은 에리스로마이신(erythromycin, 세균의 단백질 생성을 방해해 감염을 치료하는 대표적인 항생제)이 장내미생물의 생합성 유전자 발현을 자극해 신규 활성물질의 생산을 유도할 수 있다는 사실을 규명한 데 있다.
연구팀은 항생제를 이 장내미생물에 처리했을 때 새로운 화학 골격을 가진 '에뉴리스타틴(aneuristatin)'이라는 이름의 신물질을 포함한 8가지의 새로운 대사물질이 생성됨을 확인했다.
또한 생합성 경로를 분석한 결과 아미노산의 한 종류인 타이로신 세 분자가 결합돼 에뉴리스타틴이 생성됨을 확인했다.
연구 결과에 따르면 에뉴리스타틴은 암세포 주변에 새로운 혈관이 생기는 것을 억제하는 작용을 보였다. 이는 암의 성장과 전이에 중요한 역할을 하는 단백질(HIF-1α와 VEGF)을 조절한다.
연구팀은 제브라피쉬와 마우스 모델을 이용해 이 효과를 실험적으로 입증했다. 더해 에뉴리스타틴은 염증과 조직 섬유화까지 동시에 억제해 여러 질환 치료에 폭넓게 활용될 수 있음을 확인했다.
종합적으로 본 연구는 항생제의 복용이 장내미생물의 대사 시스템을 변화시켜 인체의 유익한 대사체의 생성을 유도할 수 있음을 입증했다. 더해 장내미생물 기반 신약 개발의 새로운 가능성을 제시했다.
김 교수는 "이번 연구는 장내미생물의 대사 능력이 환경 변화 특히 항생제 자극에 의해 어떻게 활성화될 수 있는지를 보여주는 중요한 사례"라며 "희귀 미생물이 가진 대사적 잠재력을 활용한 장내미생물 기반 신약 개발이 더욱 활발히 이루어질 수 있을 것"이라고 밝혔다.
한편 이 연구는 한국연구재단, 과학기술정보통신부와 BK21 프로젝트의 지원으로 수행됐다.
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