[미리보는 '금요일에 과학터치'] 경쟁력 있는 '천연물 소재 신약'

저분자 물질에 의한 세포 운명 조절의 예. 숙명여대 류재하 교수 제공

인간은 끝없이 자연과 대화하면서 지구 상에서 생존해오고 있다. 태어나서 자연의 형태로 소멸돼가는 동안 인간은 어떻게 주변의 자연환경으로부터 질병을 치료할 수 있는 해결책을 발견할 수 있을까?

오랫동안 인간은 식물, 동물, 광물 등 자연 산물을 식량, 생활도구, 질병 치료의 목적으로 활용하면서 살아남았다. 특히 과학이 발달함에 따라 천연재료를 활용한 치료 경험들은 새로운 의약품을 개발하기 위한 출발점을 제시하는 데 유용하게 쓰이고 있다.

실제 현재 사용하고 있는 의약품의 60% 이상이 천연재료 자체 또는 천연물질의 기본 구조 및 그들의 치료 개념을 바탕으로 개발된 것이다. 또한, 이 같은 치료물질들이 생물학적인 기본 현상들을 이해하기 위해 유용한 수단으로 활용되기도 하면서 새로운 의약품 개발 타깃을 제공하기도 한다.

천연물을 이용한 의약품 개발은 경제적인 측면에서도 매우 중요하다. 이 때문에 우리나라에서도 천연물연구개발촉진법이 2010년 발효된 이후 관련 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또 최근 지식경제부 R&D전략기획단에서 대한민국의 미래를 먹여 살릴 5가지 기술 중 하나로 '천연물 소재 신약'을 선정, 본격적인 연구투자가 이뤄지고 있다. 새로운 질병 치료용 소재를 자연으로부터 발굴하고 그 활용 가치를 극대화하는 노력은 다양한 관련 학문 분야가 융합돼야 가능한 일이다. 축적된 전통 의학의 경험을 가진 우리나라에서는 매우 경쟁력 있는 연구 분야다.

숙명여자대 약학대학의 세포운명조절연구센터(Research Center for Cell Fate Control)는 2011년부터 교육과학기술부에서 지원하는 기초의과학연구센터 (Medical Research Center)로 지정됐다. 센터의 최종 목표는 세포의 분열 및 분화를 조절할 수 있는 저분자 물질을 발굴해 신경 질환, 근육 질환 및 암의 새로운 치료 전략을 마련하는 것이다. 이를 통해 세포 운명 조절에 기반을 둔 신개념의 질병 치료제 발굴을 위한 원천 기술을 확보할 계획이다.

이번 강연에서는 인간과 자연이 어떻게 서로 도우며 조화롭게 생존할 수 있는지, 인간의 질병 치료를 위해 자연으로부터 어떤 도움을 받을 수 있는지를 살펴본다. 또 오랫동안 축적된 자연산물을 이용한 치료 경험을 바탕으로 연구 재료를 선별, 치료 물질을 확보하고 화학적인 구조를 규명한 뒤 의약품으로 개발하기까지의 연구 단계, 국내의 성공 사례 등을 소개한다.

수정란으로부터 생명체가 완성되기까지 세포는 다양한 조직과 기관에 맞는 기능을 갖추기 위해 수많은 운명 결정 단계를 거치게 된다. 그런데 세포 운명 결정 단계는 세포 주기의 핵심 조절 기전으로서 세포의 분열, 분화, 사멸 등의 생명 현상 및 질환과 밀접한 관련이 있기 때문에 세포 운명 조절 기전 및 조절 방법에 대한 연구는 세포 운명 결정에 대한 기초 지식뿐 아니라 각종 질환 치료를 위한 새로운 타깃을 제공하고 세포 치료제 개발을 위한 세포 분화 프로토콜 구축에도 중요한 정보를 제공한다. 그런데 기존의 배아줄기세포를 이용한 연구는 윤리적인 논란뿐 아니라 암 발생, 유전자 변형 등의 부작용을 초래한다는 점이 문제다. 이에 따라 천연으로부터 유용한 저분자 물질 (small molecule)을 발굴하는 것이 해결책으로 떠오르고 있다.