분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2007-07-02 17:20:36 , Hit : 4161
 HIV 치료에 효과가 기대되는 효소

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2007-06-29

HIV에 감염된 세포에서 바이러스를 제거하여 AIDS를 치료하는 혁신적인 연구결과가 ‘Science’에 발표되었다. 과학자들이 HIV의 DNA를 공격하여 감염된 세포를 구하는 효소를 만들어낸 것이다. 이 효소를 실제 치료에 이용하기 위해서는 아직도 많은 시간을 필요로 한다. 그렇지만 이번 연구 결과는 전세계에서 4000만 명 이상에 감염된 HIV를 치료하는데 희망을 준다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 주도한 다나-파버 암연구소의 알란 잉글맨박사는 “Tre recombinase라 명명된 이 효소는 시험관 시험에서 HIV-1에 감염된 세포에서 바이러스를 효과적으로 제거했으며 언젠가는 실제 AIDS 환자들의 치료에 이용되게 될 것이다.”라고 설명했다.

기존 HIV 약물들은 바이러스 증식에 필요한 역전사 효소나 단백질 분해효소를 저해하는 화학물질이며, 최근에 HIV의 세포 침입을 막는 융합 저해제가 새롭게 개발되었다. 그러나 이들 약물들은 근본적인 치료는 해주지 못하고 AIDS 발생을 늦추어서 환자들의 수명을 늘리는데 초점을 맞추어 왔다. HIV는 아주 위험하며 사람의 면역 세포에 속으로 들어가서 증식하며 감염을 확산시키게 된다. 그 결과 HIV는 숙주에서 분리될 수 없게 되고 환자는 AIDS를 완치할 수 없게 된다(개인의견).

효소를 이용하여 HIV를 제거한다는 아이디어는 이번이 처음이 아니다. 일본의 다카라사에서도 HIV의 증식에 필요한 RNA를 절단하는 효소를 사용하면 HIV에 감염된 세포 내부의 바이러스를 소멸시킬 수 있다는 연구결과를 2006년 4월 16일에 발표하였다. 그렇지만 당시 시험에서는 실제 HIV를 사용하지 않고 대장균의 독소 단백질인 MazF를 대상으로 실험하여, HIV에 대한 효과를 간접적으로 파악했을 뿐이다. 더구나 이 효소는 바이러스에 감염되지 않은 세포들의 RNA도 절단하기 때문에, 생체 내에서 특정한 표적만을 절단시키는 방법 개발 등의 실용화에 있어 문제점이 있었다(GTB2006050631).

에이즈를 유발하는 HIV에 대한 자연 내성을 유발하는 세포내 인자(cellular factor)를 찾아내는 것도 분자생물학 분야에서 가장 관심 있는 분야 중 하나이다. 이들 세포내 인자를 찾는 많은 노력의 결과 하버드의대 병리학과 에이즈 분과의 조셉 소드로스키 교수의 연구팀은 2004년 2월 26일자 `Nature`에 발표한 논문에서 TRIM-5-알파란 세포질 소체(cytoplasmic body) 단백질이 HIV가 보호막을 제거해 자신의 유전물질을 감염된 세포 내로 삽입하는 것을 막았다고 보고 했다. 그 외에도 미국 국립보건연구원의 연구팀은 Murr1 단백질이 휴지기에 있는 CD41 임파구에서 HIV-1의 복제를 억제한다는 사실을 발견하여 2003년 12월 18일자 ‘Nature’에 “The gene product Murr1 restricts HIV-1 replication in resting CD41 lymphocytes”라는 제목으로 발표하였다. 그렇지만 이들 단백질들은, Tre recombinase처럼 외부에서 투여보다는, 그 작용을 조작해 증강시킴으로서 HIV 감염에 대한 저항력을 증진시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다(GTB2003120812, GTB2007040391).

Tre recombinase는 원래 독일의 막스 플랑크 연구소에서 개발했으며 미국 다나-파버 연구소와 공동으로 연구가 진행되고 있다. 실험실 시험에서 이 효소는 사람 세포의 유전체 안으로 끼어들어간 HIV의 유전자를 제거하고 바이러스 DNA 구조의 재결성을 차단했다고 한다. 이런 효과로 시험관 시험에서 3개월 만에 감염된 세포에서 HIV를 제거했다고 한다. HIV의 DNA를 인식하는 능력은 기존 HIV 약물들의 한계를 극복하는 장점이 될 것으로 여겨지고 있다. 특히 HIV는 감염된 세포에서 휴지상태(resting state)를 유지하면서 발견되지 않고 있다고 수개월이나 수년 후에 갑자기 바이러스를 생산하기 때문에 Tre recombinase의 HIV 인식능력이 더 주목 받고 있다.

그 동안 HIV에 감염된 세포들을 활성화시키려는 많은 시도가 있어 왔다. 이 방법과 기존 항바이러스 약물을 병용하여 HIV를 박멸하기를 기대했지만 아직까지 구체적인 성과를 보여주지 못해왔다. 앞으로의 실험은 Tre recombinase가 이들 감염되었지만 휴지상태를 유지하는 세포들을 인식하는데 초점을 맞추어야 한다. 그렇지만 이 효소를 실제 환자들의 치료에 이용하기 위해서는 극복해야 할 장벽이 있다. 그것은 부작용 없이 효율적이고 안전하게 감염된 세포에 효소를 전달하는 방법이라고 한다. 잉글맨박사는 “지금까지의 연구결과는 유망하지만 실제 환자들에게 적용하기에는 아기의 첫 걸음마 수준이다. 앞으로도 더 많은 연구를 필요로 한다.”라고 밝혔으며, 바이러스의 DNA 일부를 표적으로 하는 다른 효소의 설계도 가능할 것으로 기대하고 있다.







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