김경규 교수팀, 신선초에서 항생제 내성 극복 가능성 발견

- 내성발생없는 신개념 항독성 감염치료제 유효물질 발굴 -

        김경규 교수 (성균관대학교 의학과/항생제내성치료제 연구소 소장) 연구팀과 이승서 교수 (영국 사우스햄튼대학교) 연구팀은 신선초에서 만들어지는 잔소안제롤이라는 물질 및 이 물질의 유도체가 내성 황색포도상구균의 병독성을 저해하여 내성균의 감염을 효과적으로 치료할 수 있다는 사실을 밝힘으로써, 내성 발생 없는 신개념의 항독성 감염 치료제 유효물질을 발굴하였다고 밝혔다.

항생제 내성은 인류의 생존을 위협하는 10가지 위험 (스웨덴 GCF 2018년 보고서) 중 하나로써 시급한 해결책 마련이 반드시 필요하다. 2016년 발해된 영국 의회보고서에는 항생제 내성에 대한 해결책이 마련되지 않는다면 2050년에 1000만 명 이상이 내성균에 의해 목숨을  잃을 수 있다는 사실을 경고한 바 있다. 따라서 항생제내성 문제는 인류의 생존을 위해 반드시 풀어야할 숙제 중에 하나이다.

항생제 내성은 균을 직접 사멸시키는 항생제에 대해서 균이 변이를 통하여 적응해 가면서 필연적으로 발생하게 되는 자연적 과정이므로, 현재 사용 중인 균을 죽이는 활성을 갖는 항생제에 의한 내성발생은 피할 수 없는 현상이다. 따라서, 내성균의 발생을 피하기 위해서는 완전히 새로운 기전의 항생 물질이 필요하다.  

연구팀은 신선초에서 만들어지는 잔소안제롤이라는 물질이 대표적인 내성균 중 하나인 황색포도상구균의 병독성인자 합성을 저해함으로써, 감염을 일으킨 균이 병을 일으키지 못하고 면역작용에 의해 사멸된다는 사실을 발견하였다. 또한 이 물질을 유기화학적으로 합성하는 방법을 찾고 여러 가지 유도체를 합성하여, 잔소안제롤보다 더욱  우수한 성질을 지닌 항독성 물질인 PM56을 확보하였다.  항독성활성을 갖는 PM56은 균을 죽이지 않고 독성만을 제거하기 때문에, 세균에 내성발생 압력을 가하지 않음으로써 항독성 물질에 대한 내성균 발생을 근원적으로 차단할 수 있다. 즉 제균활성이 아닌 항독성활성을 갖는 새로운 개념의 항생제로 작용한다.

명일엽이라고도 불리는 신선초는 먹으면 신선이 될 수 있다는 속설처럼 다양한 약효를 갖고 있어서 건강식품으로 각광 받고 있다. 학명 (Angelica utilis) 역시 ‘천사가 준 선물’이라는 의미가 담겨있을 정도로 매우 유용한 식물로 알려져 있다. 본 연구를 통해서 신선초가 항세균독성에 의한 항생 효과를 가질 수 있음이 증명되었다.  

김경규 교수는“독성을 저해하는 새로운 기전 항생제의 성공 가능성을 검증함으로써 향후 내성발생 없는 새로운 감염치료제 개발을 기대할 수 있게 되었다.”라고 언급하였다.

이승서 교수는“천연물 기반 물질의 가장 큰 단점인 물질에의 낮은 접근성을 전합성을 통하여 해결하였으며 이를 통해 더 나은 효능을 갖는 유도체 개발을 위한 단초를 마련했다”라고 언급하였고, “ 궁극적으로 21세기 의학의 가장 큰 난제인 항생제 내성 문제를 해결할 수 있는 가능성을 제시했다”라고 연구의 의의를 설명하였다.

본 연구는 미국 인디아나 대학교 배태옥 교수, 한국기초과학지원연구소의 류경석 책임연구원, 국립경상대학교 박기훈 교수 연구팀과의 공동연구로 이루어졌다.

이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 바이오‧의료기술개발사업 및 영국의 웰컴트러스트의 지원으로 수행되었다. 의약화학 분야 국제학술지 의약화학저널 (Journal of Medicinal Chemistry) 11월 15일 시급한 논문 (ASAP article)으로 게재되었다.