[지금은 과학] 손상된 혈관 정상화하는 항체 개발

[아이뉴스24 정종오 기자] 손상된 혈관을 정상으로 되돌릴 수 있는 새로운 항체가 개발됐다. 암, 패혈증 등 혈관 손상을 일으키는 질병 치료에 도움이 될 것으로 기대된다.

혈관은 인체 건강에 핵심적 역할을 한다. 세포에 산소와 영양분을 공급한다. 노폐물을 배설기관으로 옮긴다. 면역세포들의 이동을 돕는다. 혈관의 항상성은 ‘Angiopoietin-TIE2(TIE2)’ 신호전달체계를 통해 조절된다.

암, 패혈증, 당뇨성 망막병증, 족부궤양 등의 질환에서는 혈관 내피세포와 주변 지지세포들이 파괴되면서 심각한 혈관 손상이 일어난다. 국내외 제약회사들이 앞다퉈 손상된 혈관의 TIE2를 활성화하는 치료제 개발에 뛰어들고 있다.

기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 바이오분자 및 세포구조 연구단 김호민 CI(Chief Investigator, KAIST 의과학대학원 부교수)와 혈관 연구단 고규영 단장(KAIST 의과학대학원 특훈교수)은 질병 상황에서 손상된 혈관을 정상화하는 항체를 새롭게 개발했다. 3차원 분자구조를 규명해 치료항체의 작동 원리를 제시했다. 암, 패혈증 등 혈관 손상을 동반하는 다양한 질병의 치료제 개발에 이바지할 것으로 기대된다.

Angiopoietin1 단백질은 혈관 내피세포의 TIE2 수용체에 결합해 세포표면 응집을 유도한다. 이 과정이 TIE2 활성화와 혈관 안정화 유도에 핵심적 역할을 한다. 현재까지의 TIE2 활성화 유도 치료제는 대부분 단백질 엔지니어링을 통한 Angiopoietin 변이체 개발에 집중됐다. 이 전략은 낮은 생산성과 안정성, 생체 내 짧은 반감기 등의 문제가 있었다.

연구팀은 기존 TIE2 활성화를 유도하는 치료제 개발과 다른 전략을 채택했다. 그 결과 혈관 내피세포의 TIE2 수용체에 결합해 성장과 안정화를 유도하는 ‘TIE2 활성 항체(hTAAB)’ 개발에 성공했다. 단백질 결정학과 바이오투과전자현미경 등을 활용해 TIE2 활성 항체와 TIE2의 결합 분자구조, 항체에 의한 TIE2 수용체의 활성화 분자기전도 규명했다.

김호민 CI는 “TIE2 수용체 활성 항체가 TIE2를 다각형 형태로 응집을 유도해 활성화시키는 것은 새로운 발견”이라며 “IBS 두 연구단의 협력을 통해 우수한 성과를 거둔 대표 사례”라고 강조했다.

고규영 단장은 “앞으로 동물실험의 효과 검증을 통해 혈관 이상으로 다양한 질환 치료제 개발로 연계되기를 기대한다”라고 말했다.

연구결과(논문명 : Structural insights into the clustering and activation of Tie2 receptor mediated by Tie2 agonistic antibody는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)’ 온라인 11월 1일 자에 실렸다.

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