GIST 생명과학부 김용철(왼쪽부터)·박철승·진미선, 박수빈 박사과정생. GIST 제공

요실금과 만성 기침에 효과가 탁월한 새로운 치료제 물질을 광주과학기술원(GIST) 연구진이 개발해 주목받고 있다.

GIST는 생명과학과 김용철·박철승·진미선 교수 연구팀이 요실금과 기침 증상을 완화할 수 있는 새로운 약물치료 후보 물질 발굴에 성공했다고 26일 밝혔다.

연구팀은 배뇨 회로와 기도 관련 기능의 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 BKCa 채널(큰 전도도 칼슘 활동성 칼륨 통로)을 활성화하는 신규 화합물을 찾아내 요실금과 기침 치료제 개발의 새로운 가능성을 열었다.

요실금의 기존 치료제로 사용되는 항무스카린 약제는 구강 건조, 변비, 인지 기능 저하 등 다양한 부작용이 있으며, 만성 기침 치료제(코데인 등)도 중추신경계 부작용과 내성 문제로 인해 부작용을 줄이면서도 효과적인 증상 완화를 위한 치료제 개발이 필요했다.

연구팀은 디페닐 에테르 코어 스켈레톤을 기반으로 최적화된 화합물을 설계·합성해 BKCa 채널 활성도를 높이는 데 성공했다.

개발된 BKCa 채널 활성제 ‘10b’는 100 나노몰 수준의 낮은 농도에서도 뛰어난 활성 효과를 보였으며, 경구 투여가 가능한 ‘51b’는 복용 시 요실금과 기침 증상을 효과적으로 완화해 경구용 치료제로 개발될 수 있는 가능성이 확인됐다.

51b를 요실금 모델에 100㎎/㎏ 용량으로 경구 투여했을 때 요 빈도가 61.4% 감소했으며, 기침 모델에서는 20㎎/㎏ 용량 투여 시 기침 횟수가 54.4% 줄었다.

특히 51b는 동물 모델을 대상으로 50-100㎎/㎏의 고용량을 투여해도 부작용이 나타나지 않았다.

연구팀은 이 물질이 요실금 치료뿐 아니라 기도 수분 공급과 평활근 민감도 조절을 통해 호흡기 질환 치료에도 활용될 수 있으며 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 천식, 기침과 같은 기도 관련 질환 치료에도 새로운 전략이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

김용철 교수는 “이번 연구를 통해 BKCa 채널과 약물의 결합 메커니즘을 규명하여 BKCa 채널을 표적으로 하는 신약 후보물질을 개발하고, 요실금 및 기침 치료 가능성을 확인했다”며 “향후 BKCa 채널 조절을 기반으로 부작용을 줄인 다양한 치료제 개발에 중요한 단서를 제공할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

김용철·박철승·진미선 교수의 지도로 박수빈 박사과정생이 주도해 수행한 연구 결과는 국제학술지 ‘저널 오브 메디시널 케미스트리(Journal of Medicinal Chemistry’에 지난 13일 온라인 게재됐다.