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고바이오랩, 생균분리 'GLP-1 조절물질' 대사치료 가능성

입력 2021-04-06 11:40 수정 2021-04-06 11:44

바이오스펙테이터 김성민 기자

네이처 마이크로바이올로지(Nature Microbiology)에 쥐모델서 A. muciniphila 분리단백질 GLP-1 분비 등 대사 프로파일 개선 효과 발표

장내미생물이 분비하는 물질로 대사질환을 치료할 수 있을까? 마이크로바이옴 신약개발 회사인 고바이오랩(KoBioLabs)은 대사를 개선시킨다고 알려진 생균에서 분리한 글루카곤 유사 펩타이드-1(glucagon-like peptide-1, GLP-1) 유도 단백질이 대사질환을 치료할 가능성과 작용 메커니즘을 밝힌 논문을 발표했다.

고바이오랩이 주목한 장내미생물(gut microbiota)은 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila, A. muciniphila)로 에너지 대사와 당 내성, 면역시스템 성숙(maturation) 및 기능을 조절한다고 알려져 있다. 실제 비만과 제2당뇨병 등 모델에서 A. muciniphila는 대사 질환과 연관성을 가지며 숙주(host)에서 유익한 영향을 미친다는 것이 보고된 바 있다. 그러나 아직까지 A. muciniphila가 어떻게 대사 작용을 개선시키는지에 대한 작용 메커니즘은 밝혀지지 않았다.

고바이오랩은 A. muciniphila 균주가 분비하는 GLP-1 유도 단백질 ‘P9(84kDa)’이 대사쥐 모델 갈색지방(brown fat)에서 열발생(thermogenesis)을 높이고, GLP-1 분비를 유도한다는 메커니즘을 첫 규명한 결과를 네이처 마이크로바이올로지(Nature Microbiology)에 5일(현지시간) 게재했다. 해당 연구는 서울대학교 보건대학원 및 서울대학교 병원, 고려대학교 생명과학대학, KIST 연구진들과 공동으로 진행했다.

연구팀은 인비트로 장세포(L cells) 모델과 비만 쥐모델(high-fat-diet, HFD)에서 P9이 GLP-1 분비를 유도하고 갈색지방 활성화를 유도하는 것을 확인했다. 또한 비만 쥐 모델에서 P9 경구투여는 체중을 줄이고, 당 항상성을 조절하는 등 주요 대사질환 지표를 개선하는 효과를 확인했다.

기전을 밝히기 위해 연구팀은 리간드-수용체 포획 분석을 진행한 결과 P9는 ICAM-2(intercellular adhesion molecule 2) 수용체에 직접 결합했다. ICAM-2는 면역세포 상호작용과 세포침투에 필요한 인테그린으로 알려져 있다. 연구팀은 ICAM-2가 GPCR 유사 신호전달로 작용해 장내분비세포에서 GLP-1 분비를 높이는 것으로 해석했다. 그밖에 P9의 대사개선 작용에 인터루킨-6(IL-6) 신호전달이 필요하다는 것을 확인했다.

고바이오랩은 P9과 ICAM-2 상호작용이 대사 치료 타깃이 될 수 있다고 보며, ‘first-in-class’ 메커니즘의 대사질환 신약 후보물질 ‘KBLP-004’를 개발하고 있다.

회사 관계자는 “경쟁 마이크로바이옴 개발회사와는 달리 단순 생균이 아닌 생균이 분비하는 물질 기반 신약으로 개발 가능하다는 것과 해당 물질이 반응하는 수용체를 밝혔다는 의미가 있다”며 “항체나 저분자화합물 치료제 개발까지 확장 가능하다”고 설명했다.

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