KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2007-10-22
캘리포니아대학 샌디에고캠퍼스의 연구팀이 전세계 1억 7000만 명과 미국에서 270만 명에게 감염되어 있는 C형 간염(Hepatitis C virus: HCV) 에 대항하는 세포의 항바이러스 기작을 밝혀서 ‘Nature’에 발표했다. 이번 연구는 현재의 항바이러스 치료법의 효과를 높이고 부작용을 낮추는 새로운 치료법을 개발에도 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 연구를 주도한 마이클 데이비드교수는 “전세계의 약 2%가 HCV에 감염되어 있다. 이들 중 50-80%는 평생 감염된 상태로 있게 되며 이들은 간암이 발생할 위험도 높아진다.”라고 설명했다.
현재 HCV 치료제로는 인터페론이 유일하게 승인되었다. 인터페론은 원래 바이러스에 감염된 동물의 세포가 주변의 정상적인 세포를 활성화시켜서 자연적으로 만들어지는 감염에 대항하는 단백질이다. 그러나 이런 방식으로는 인터페론을 약물로 이용하기가 어려워서 유전공학을 이용하여 대량 생산하고 있다. 또한 인터페론은 항바이러스 약물인 리바비린(ribavirin)과 병용되는 경우가 많다. 그러나 이들 치료를 받는 사람 중 40-80% 정도만 효과가 있으며 절반 정도가 효과가 없어서 치료를 중단하고 있다. 또한 인터페론이 투여되는 환자 중 25% 정도는 독감과 유사한 증상이 부작용으로 나타나고, 일부 환자에게서는 신장에 손상이 발생하고 있다. 이처럼 효과가 다른 이유가 현재 명확히 설명되고 있지 못하다. 그 이유는 과학자들은 HCV 감염에 대항하는 인터페론의 기작을 완전히 이해하지 못하기 때문이다.
이번에 연구팀은 인터페론이 여러 세포 내 마이크로 RNA(microRNA: miRNA)의 발현을 조절하여 C형 간염 바이러스의 복제를 저해함을 확인했다. miRNA는 21-25 개의 뉴클레오타이드(nucleotide)로 구성된 단일가닥 RNA 분자로서 진핵생물의 유전자 발현을 제어하는 새로운 조절물질이다. miRNA는 새로운 형태의 생체 조절물질로서 다양하고도 필수적인 기능을 가질 것으로 추측되고 있다. 그 기능에 관한 연구는 진핵생물의 유전자 발현 조절을 이해하는데 중요한 역할을 할 것으로 학계에서는 전망하고 있다. 식물과 무척추 동물에서 miRNA는 선천성 항바이러스 면역의 주요 요소로 확인되었다. 그렇지만 포유동물에서 확인된 것은 프랑스 Strasbourg에 있는 식물분자생물학연구소의 Charles-Henri Lecellier 박사의 연구팀이 2005년도 4월 22일자 ‘Science’에 "A cellular microRNA mediates antiviral defense in human cells"라는 제목으로 발표한 것이 처음이다. 이 논문에서 miRNA가 바이러스에 대한 방어선으로 작용한다는 사실이 처음으로 밝혀졌다. 이번 연구에서는 이보다 한 단계 더 나아가서 인터페론이 miRNA를 매개하여 HCV를 저해하는 선천성 면역 기구를 작동함을 보여주었다(GTB2005041273).
더하여 연구팀은 인터페론으로 유도된 miRNA 중에서 8종이 C형 간염 바이러스의 유전체에 존재하는 특정 RNA를 표적으로 삼을 수 있음을 컴퓨터를 이용한 예측실험에서 확인했다. 또한 이들 miRNA를 모방한 물질을 도입하자 C형 간염 바이러스의 복제와 감염에 대항하는 인터페론의 효과가 그대로 나타났으며 miRNA를 저해하는 항 miRNA 물질을 투여하자 항바이러스 효과는 사라졌다고 한다. 더하여 인터페론 투여로 간에서만 나타나는 HCV 복제에 필수적인 miRNA인 miR-122의 발현도 감소하는 것을 이번 연구에서 확인했다. 지난 2005년 9월 2일자 ‘Science’에 미국 스탠포드 대학의 Peter Sarnow 박사의 연구팀은 간에서 특이적으로 발견되는 miR-122가 HCV mRNA의 5` 쪽 비암호 지역과 상호작용을 통해 바이러스 증식을 촉진한다고 발표했다(참조 URL1, GTB2005090179).
데이비드교수는 “이는 포유류에 대한 새로운 항바이러스 기작이다. 합성 miRNA를 이용하는 것은 항바이러스 치료의 유망한 전략이 될 것이다. 그렇지만 가장 중요한 사실은 정확한 유전 배열을 선택해야만 불필요하고 위험한 부작용을 피할 수 있다는 점이다. 인터페론의 조절을 받는 miRNA를 선택할 수 있다면 부작용은 없고 효과는 향상된 새로운 합성 항바이러스 약물의 개발에 도움이 될 것이다. 이번에 우리가 새로운 항바이러스 경로와 기작을 찾아냈기 때문에 제약회사들은 C형 바이러스에 대항하는 더욱 효과적인 약물 설계가 가능해질 것이다.”라고 밝혔다.
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