생화학분자생물학회

섬유화질환 제어 연구센터 (Fibrosis Control Center)

인적사항

Ⅰ. 설립배경

 ○ 이화여자대학교 ‘섬유화질환 제어 연구센터(Fibrosis Control Center)’는 지난 2018년 6월 난치병 섬유화질환 치료의 원천기술 개발을 목적으로 개소하였다. 본 센터는 노령사회로의 진입과 미세먼지 및 신종바이러스 등 최근 대두되고 있는 사회 · 환경적 변화에 따라 발병이 증가되고 있는 섬유화질환을 연구하고, 신약개발에 기여하고자 설립되었다.  

    최근 섬유화질환 연구는 섬유화질환 특성과 발병 기전, 조직 특이적 신호전달물질 등이 규명되면서 만성적인 비특이적 질환이라는 인식에서 분자 특이적 질환이며 치료가 가능한 질환으로 개념이 전환되고 있다. 이에 따라 TGF-beta, IL-13, Collagen 등을 표적한 다양한 치료약이 연구되고 있으나 아직까지 뚜렷한 치료약은 출시되지 않았으며 핵심적인 분자 타겟 또한 알려져 있지 않은 실정이다. 

 ○ 이에 섬유화질환 제어 연구센터에서는 PPI기반 기술의 활용으로 섬유화 기전을 효율적으로 제어하고 특히, 부작용을 최소화하는 이상적 약물개발을 위해 다학제적 및 유기적인 융합연구를 통해 독창적인 섬유화질환 신약개발 원천기술을 확보하고자 한다. 또한 본 센터는 섬유화질환 분야에서의 선도성을 인정받아 2018년 과학기술정보통신부 · 한국연구재단 선도연도연구센터 지원 사업에 선정되어 2025년까지 최대 94억원을 지원받는다. 

Ⅱ. 연구목표

 1. 연구목표 

 ○ 과학기술정보통신부 선도연구센터 중 하나인 섬유화질환 제어 연구센터는 현대의 난치병인 섬유화질환 타겟 발굴 및 제어를 위해 폐 및 간섬유화 특이적 신규 타겟을 발굴하고 새로운 신약표적 패러다임으로 급부상하고 있는 단백질 상호작용의 분자적 메커니즘을 규명하고, 이를 토대로 섬유화질환 표적 제어물질 발굴 및 섬유화 발병기전과 조절기전 규명을 통해 의약산업 분야의 국가경쟁력 확보에 필요한 원천기반기술을 확보하고자 한다. 

● 섬유화질환 타겟 분석 및 발굴, 섬유화 제어물질 스크리닝, 예비 ADME-T 연구를 통한 선도물질 도출

● PPI 구조기반 연구에 초점을 맞춰 단백질 복합체의 3차원 구조를 이용한 모델링 및 멀티스케일 시뮬레이션 연구, 단백질 상호작용의 hot spot 규명, 단백질 인터페이스 조절물질 발굴을 통해 섬유화질환을 제어하는 전임상 후보물질 도출

● 섬유화질환 유발 분자기전에 근거하여 기 확보 및 신규 타겟의 섬유화 조절 네트워크를 확립하고 PPI 기반 제어물질의 in vitro/in vivo 유효성 분석

● 섬유화질환 치료를 위한 전임상 후보물질 5종 이상 도출

2. 연구내용

 ○ 섬유화질환 제어 연구센터는 총 3개의 연구그룹으로 구성되어 있으며, 각 그룹은 다양한 연구 분야에 전문성을 갖춘 상호연관성이 있는 3~5명의 핵심연구원들로 이루어진다. 또한 화학, 생명과학, 공학, 의학 등 다양한 분야의 참여교수들이 적극적인 공동연구를 통해 창의적·도전적·융합적 전략으로 섬유화질환 PPI의 분자적 매커니즘을 규명하기 위해 노력하고 있으며, 우수한 연구성과를 창출하면서 국내 섬유화질환 분야를 선도하고 있다. 

그림 2. 섬유화질환 제어 연구센터 연구내용(전체)

 - 제 1그룹 -

“섬유화질환 신규 타겟 발굴 및 제어물질 스크리닝” 

    임상적 적용을 강화한 새로운 섬유화질환 동물모델 구축 후 섬유화질환 특이적 유전자 및 단백질 변화 통합오믹스분석을 통한 신규 타겟 발굴, 세포기반 분석 및 검증, 섬유화 제어물질의 스크리닝 시스템구축, 제어물질 스크리닝, 예비 ADME-T 연구를 통한 약물로 개발 가능성이 높은 선도물질 도출 연구 수행한다.

    ▷ 1그룹 핵심연구원: 이윤실(PI 및 그룹 책임자/이화여대, 약학), 권영주(이화여대, 약학), 임경민(이화여대, 약학), 김규보(이화여대, 의학), 김휘영(이화여대, 의학)

그림 3. 섬유화질환 제어 연구센터 제 1그룹 연구내용

- 제 2그룹 -

“섬유화질환 PPI 분자메커니즘 규명, 제어물질 탐색 및 최적화”

    분자모델링 및 약물설계, 유기합성 연구를 통해 선도물질 최적화 연구를 수행한다.

    ▷ 2그룹 핵심연구원: 최선(그룹 책임자/이화여대, 약학), 류재상(이화여대, 약학), 강수성(이화여대, 약학)

그림 4. 섬유화질환 제어 연구센터 제 2그룹 연구내용

- 제 3그룹 -

“섬유화질환 조절기전 및 네트워크 규명”

    신규 물질들의 섬유화 조절 메커니즘을 분자 수준에서 규명하고 신규 타겟의 섬유화 조절 네트워크에 미치는 영향을 산화환원계, 염증 및 면역조절, 전사조절인자 및 EMT를 중심으로 분석하고 질환과의 관련성에 중점을 두어 연구를 수행한다. 

    ▷ 3그룹 핵심연구원: 이혁진(그룹 책임자/이화여대, 약학), 황은숙(이화여대, 약학), 김우성(이화여대, 약학)

그림 5. 섬유화질환 제어 연구센터 제 3그룹 연구내용

Ⅲ. 기대효과 및 전망

 ○ 섬유화질환 제어 연구센터의 연구활동은 제약분야, 산학연계, 의료산업, 신약개발산업 국가 경쟁력 강화 등 다양한 분야에서 많은 기여를 하게 될 것이다. 특히 섬유화질환 관련 단백질 상호작용 구조기반 연구, 제어물질 도출 및 조절기전 규명 연구 성과로 확보된 섬유화질환 조절 전임상 후보물질을 제약회사에 기술 이전함으로써 제약 관련 연구 분야의 발전에 기여하며 생물정보학을 접목한 구조 바이오 생물정보학 연구 분야를 크게 발전시킬 것이다. 본 센터를 통해 개발되는 기술은 섬유화질환과 관련된 산업 분야 원천기술의 확대로 이어져 그 파급효과가 클 것이다. 

 ○ 또한 환경오염 및 바이러스 감염 문제가 심각하게 대두되고 있는 현시점에서 미세먼지 및 메르스, 코로나19와 같은 바이러스 감염에 의한 폐조직 손상에 의한 폐섬유화증과 같은 심각한 사회적 이슈를 해결할 수 있는 과학적 근거를 제공할 것이다. 더 나아가 새로운 신약개발 전략으로 급부상하고 있는 PPI 조절제 기반연구를 통해 창조적 지식창출과 미래 과학기술 국가지식자산 축적이 가능하며 범국가적 파급효과를 가져올 것으로 전망된다.