미국미생물학회 “Eukaryotic Cell”지 게재 "Microbe"지 하이라이트 논문으로 소개 

새로운 항진균제 개발의 길이 열렸다.

우리대학교 생명공학과 반용선 교수연구진(공동 제1저자, 고영준(본 대학 박사과정), 유영만(충남대학교 박사과정))은 뇌수막염 유발 진균 미생물인 크립토코쿠스 네오포만스(Cryptococcus neoformans, 이하 C. 네오포만스)가 인간과 같은 동물 숙주 내에서 성장, 분화 및 병원성인자를 조절하는 데 있어 필수적인 역할을 하는 스트레스반응 신호전달 네트워크를 유전체 수준에서 규명하고, 이를 이용한 새로운 항진균치료법을 제시했다. 이 연구 결과는 미국미생물학회(American Society for Microbiology)에서 발간하는 국제학술지인 "Eukaryotic Cell" 8월호에 발표됐다. 본 저널은 전 세계 진핵미생물분야를 대표하는 국제학술지의 하나로 알려져 있다. 특히 이 논문은 미국미생물학회에서 매달 발간하는 소식지인 "Microbe"(구 ASM News)에서 이달의 하이라이트 논문 중의 하나로 선정되어 반용선 교수의 인터뷰 기사와 함께 소개되었다.

인간 뇌수막염 유발 곰팡이인 C. 네오포만스에 의한 감염증은 최근에 AIDS, 항암치료환자 및 장기이식수술환자 증가와 더불어 노령인구의 증가로 면역 기능이 저하된 환자들이 급격히 증가되면서 극히 일부 계층에서만 나타났던 감염증이 일반인들에게까지 확산되는 경향으로 나타나고 있다. 이러한 중요성에도 불구하고 이를 치료할 수 있는 항진균 치료제는 인체 독성이 아주 많은 Amphotericin B 혹은 저항성이 아주 잘 발생하는 Flucytosine 및 azole 계열의 약으로 제한되고 있다.

생명공학과 반용선 교수연구진은 미국 듀크대학 분자유전학/미생물학과의 Joseph Heitman 그룹과 공동연구를 통해 C. 네오포만스의 스트레스반응성 조절에 중추적 역할을 하는 HOG(High Osmolarity Glycerol response) 신호전달체계를 DNA칩을 이용한 유전체수준의 분석을 통하여 HOG pathway에 조절작용을 받는 타깃 유전자와 전체 네트워크를 유전체수준에서 규명하였다. 그 뿐 아니라, 새로운 차원의 항크립토코쿠스증 및 항진균 치료제 개발의 가능성을 제시하였다.

무엇보다도 본 연구를 통하여 지금까지 밝혀지지 않았던 Cryptococcus HOG pathway의 새로운 특성들을 규명하였는데 이 중에서 HOG pathway 변이균에서는 공통적으로 sterol 생합성과 관련된 많은 유전자들의 발현이 증가됨과 동시에 실제 세포 내 ergosterol 함량이 야생균에 비해 증가됨을 발견하였다. 이러한 발견은 ergosterol의 binding target인 Amphotericin B가 HOG pathway 변이균에 잘 부착하여 훨씬 더 높은 활성을 보일 수 있음을 쉽게 예측할 수 있고, 실제 실험결과에서 이들 병원균이 야생균보다도 Amphotericin B에 대한 감수성이 훨씬 더 높다는 것을 밝혀내었다. 이것은 HOG 신호전달체계 내의 주요 단백질을 타깃으로 하는 inhibitor와 Amphotericin B의 combination therapy가 효율적인 항크립토코쿠스증 치료제가 될 수 있음을 암시한다.

이러한 결과는 현재 우리대학교 산학협력단을 출원인으로 하여 국내에 특허출원 중으로 이를 통한 새로운 차원의 항진균치료제 개발 가능성을 타진하고 있다. 현재 반용선 교수 연구진은 본 연구의 후속연구로 HOG pathway를 특이적으로 저해하는 약물을 탐색 중에 있으며, 이를 통해 효과적인 저해제가 발견될 경우 전 세계적으로 약 150억달러에 달하는 방대한 항진균제 시장에 차세대 항진균 신약을 개발하여 진출할 수 있는 토대를 마련할 것으로 보인다.