COVID-19 팬데믹 이후 감염성 질환에 대한 사회적 경각심과 대비 필요성이 크게 증가하였다. 그러나 기존의 바이러스 표적형 치료 전략은 돌연변이 속도가 빠르고 유전적 다양성이 큰 RNA 바이러스를 대상으로 할 경우 치료 효과가 제한되는 한계를 지닌다.
이러한 가운데 바이러스 자체가 아닌 숙주의 구성 요소를 조절하는 숙주 표적형 항바이러스 전략이 기존 치료법을 보완할 수 있는 새로운 접근법으로 주목받고 있다.
스트레스 과립(stress granule)은 바이러스 감염 시 바이러스 복제에 필요한 인자들을 격리하고, 항바이러스 면역 반응을 유도하는 숙주의 대표적인 방어 기전으로 알려져 있다.
세포는 바이러스에 감염되거나 스트레스를 받을 경우 스트레스 과립(stress granule)이라는 구조를 형성하여 단백질 합성을 조절하고, 항바이러스 면역 반응을 유도한다. 스트레스 과립은 바이러스 복제를 억제하는 중요한 방어 기전으로 알려져 있으나, 이를 안전하게 조절할 수 있는 저분자 화합물에 대한 연구는 제한적이었다.
따라서 스트레스 과립의 형성을 선택적으로 증진시키면서도 세포독성이 낮은 숙주 표적형 항바이러스 화합물을 개발하는 것은, 신종 및 변이 바이러스의 출현에 대비할 수 있는 효과적인 대응 전략이 될 수 있다.
서울대학교 화학부 박승범 교수 연구팀(공동 제1저자: 변완기 박사, 손수민 석‧박사 통합과정생)은 스트레스 과립의 형성을 조절하는 숙주 표적형 광범위 항바이러스 화합물을 개발
또한 한국파스퇴르연구소 김승택 박사 연구팀과의 공동 연구를 통해, SB2960이 코로나19(SARS-CoV-2) 초기 바이러스 및 여러 변이 바이러스, SARS-CoV, SFTSV 등 다양한 바이러스의 복제를 억제하는 광범위 항바이러스 효능을 갖는 것을 실험적으로 입증하였다.
연구팀은 구조-활성 상관관계 연구를 통해 스트레스 과립을 효과적으로 유도하면서도 세포 독성이 낮은 화합물 SB2960을 발굴하였다. SB2960은 항바이러스 면역 신호전달 경로를 활성화하면서도 과도한 면역 반응은 억제하는 특성을 보였으며, 이로 인해 세포 손상 없이 방어 기능을 강화하는 효과를 나타냈다.
SB2960은 코로나19 (SARS-CoV-2) 초기 바이러스와 변이 바이러스를 포함한 다양한 바이러스 감염 모델에서 일관된 항바이러스 효과를 보였다. 이는 특정 바이러스 단백질을 직접 억제하는 기존의 항바이러스제와 달리, 숙주의 면역 시스템과 세포 방어 기전을 활성화하여 바이러스 증식을 억제하는 방식을 의미한다.
이러한 특성으로 인해 SB2960은 여러 종류의 바이러스에 공통적으로 적용 가능한 광범위 항바이러스 후보물질로서의 가능성을 제시한다.
이번 연구는 숙주의 면역 방어 기전을 활용하여 다양한 바이러스에 대응할 수 있는 새로운 항바이러스 치료 전략을 제시한 것으로, 향후 신종 및 변이 바이러스에 대비할 수 있는 차세대 항바이러스 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.
이번 연구 성과는 국제적 우수학술지 ‘Advanced Science (어드밴스드 사이언스)’에 게재되었다.
본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술개발사업 및 기초연구사업의 지원으로 수행되었다.
글. 우정남 기자 insight1592@gmail.com