지스트(광주과학기술원) 연구진이 노화에 따른 대표적인 근골격계 질환인 ‘근감소증’ 치료에 효과가 있는 미국 식품의약국(FDA) 승인 약물을 발굴했다.

현재 상용화된 치료제가 없는 상황에서 이번 성과는 안전하고 효능이 우수한 근감소증 치료제를 ‘약물 재창출’ 방법을 통해 짧은 기간과 적은 비용으로 개발하는 데 기여할 것으로 기대된다.

28일 지스트에 따르면 2019년에 보고된 근감소증 유병률을 살펴보면, 미국 65세 이상 성인 중 남자는 15.7%, 여자는 15.2%가 근감소증을 앓고 있는 것으로 나타났으며, 노령사회 가속화에 따라 환자 수가 빠른 증가 추세를 보이고 있다. 또 전 세계적으로 근감소증 환자는 2배 이상, 국내 연구 결과에서는 최대 9.5배까지 사망률이 높아진다고 보고됐다.

현재까지 통용되는 근감소증 치료요법은 식이조절, 저항운동, 호르몬 조절제 투여 등이 있다. 하지만 움직임이 불편하거나 식이조절이 어려운 환자, 기존 치료요법으로 효과를 얻지 못하는 환자에게는 근감소증 치료 약물이 시급한 실정이다.

지스트 생명과학부 다런 윌리엄스(Darren Williams) 교수 연구팀은 FDA 승인을 받은 약물들을 스크리닝하여 근섬유 위축을 감소시키는 효능을 가진 약물로서 ‘말로틸레이트’를 선별하는 데 성공했다.

말로틸레이트는 기존 간경화 및 간손상 치료제로 사용됐던 약물로, 연구팀은 이 약물이 골격근 위축 과정 중 증가하는 ‘5-리폭시게네이즈’라는 체내 효소의 활성을 저하시키고, 이를 통해 근육세포 내 염증 매개 인자인 LTB4(류코트리엔 B4)의 농도를 낮춰 근육 손실에 핵심적인 조절 작용을 하는 물질(전사인자, transcription factor)인 FoxO3의 작용을 저해한다는 사실을 밝혔다.

연구팀은 근감소증이 유도된 실험용 쥐와 노화된 실험용 쥐를 이용한 실험을 진행했으며, 말로틸레이트를 투여했을 때 근육량 증가와 감소를 판별하는 가장 중요한 척도인 근섬유의 직경(지름)이 대조군 대비 평균 46.9% 증가한 것으로 관찰됐으며, 근육 단백질 합성속도도 증가하는 것으로 확인됐다. 근육 단백질 동화과정에 관여하는 체내 호르몬인 IGF-1(인슐린 유사 성장 인자)의 발현양도 증가했다.

또한 말로틸레이트 투여하지 않은 대조군과 비교해 말로틸레이트를 투여한 그룹의 허벅지 앞쪽 근육(대퇴사두근) 무게가 21.58% 더 증가한 것으로 나타났으며, 실험용 쥐가 얼마나 세게 측정기구의 손잡이를 잡아당길 수 있는지(악력, grip strength)를 측정해 정량적으로 평가한 근육수행능력에서도 대조군 대비 39.31% 증가한 것으로 나타났다.

특히 연구팀은 노화마우스 모델 실험에서 말로틸레이트 경구 투여를 통한 근감소증 완화 효과를 확인했으며, 이는 약물을 주사뿐만 아니라 먹는 약으로 복용할 수 있어 환자가 더 쉽게 치료제를 받아들일 수 있는 장점이 될 수 있다.

다런 윌리엄스 교수는 “이번 연구를 통해 근감소증 치료를 위한 새로운 약물과 타깃을 제시했으며, 약물 재창출 전략을 통해 먹을 수 있는 안전한 근감소증 치료제 개발의 시기를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 바이오의료기술개발사업, 정보통신기획평가원, 지스트 GRI 사업의 지원을 받아 수행됐다.