삼성융합의과학원 원홍희 교수 연구팀, 이상지질혈증에 관한 새로운 약물 타겟 유전자 발굴

- Cell Reports Medicine 연구 결과 게재

▲ (왼쪽부터) 원홍희 교수(교신저자), 김민서 연구원(제1저자), 송민구 연구원(제1저자)

삼성융합의과학원 원홍희 교수(삼성서울병원 삼성유전체연구소) 연구팀(제1저자: 김민서, 송민구, 교신저자: 원홍희)이 주도한 이상지질혈증에 관한 새로운 약물 타겟 유전자 발굴에 관한 연구가 ‘Cell Reports Medicine (IF 14.3)’에 게재되었다.

스타틴(statin)과 같은 지질강하제에 대한 세계적 수요가 높음에도 불구하고 스타틴 불내성 또는 불응성 환자에게 사용할 수 있는 약물의 수는 제한적인 상황이다. 본 연구팀은 멀티오믹스(multi-omics) 데이터와 생물정보학(bioinformatics) 방법을 활용하여 이상지질혈증에 대한 약물로 활용할 수 있는 신약 표적을 발굴해냈다.

본 연구는 약 30만명의 유럽 인종 유전체, 표현형 정보를 이용하여 혈중 지질(LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 중성지방)에 대한 각 개인의 유전자 점수(polygenic risk score)를 구하여 지질과 유전적으로 연관성을 보이는 다양한 질환들을 찾아냈고, 멘델리안 무작위 연구(Mendelian randomization)라는 유전체 기반의 연구 방법을 이용하여 두 개 이상의 지질과의 인과성을 보이는 질병들을 선별하였다. 또한 전사체 단위의 멘델리안 무작위 연구(transcriptome-wide Mendelian randomization)를 이용하여 이상지질혈증을 치료함과 동시에 최소 부작용을 가질 것으로 예측되는 새로운 약물 타겟을 발굴하여 제시하였다.

본 연구는 약물 타겟 발굴을 위한 새로운 통합 방법론을 제시함으로써, 기존의 전장 유전체 연관성 분석 (genome-wide association study; GWAS) 결과를 기반으로 수많은 후보 유전자 중에 새로운 약물 가능성이 높은 유전자를 발굴하였다는 점에서 높은 평가를 받았다. 본 연구에서는 30개의 새로운 이상지지혈증 약물 타겟 유전자를 제시하였고, 이 가운데 20%의 유전자는 이미 승인되거나 약물 임상단계에 있는 약물 표적으로 확인되었다(예: HMGCR, PCSK9). In silico 검증 단계에서 30개 표적 유전자 중에서 26개의 유전자가 검증되었고, 이들 유전자는 특히 간과 심장에서 많이 발현됨을 확인할 수 있었다. 아직 약물 개발이 이루어지지 않은 나머지 타겟 유전자들에 대해서도 추가  연구가 필요함을 암시한다.

원홍희 교수는 “이번 연구를 통해 발굴된 유전자들은 지금까지 진행된 혈중 지질 대규모 GWAS에서 확인된 유전자들과 비교하여 임상 시험에 진입하거나 승인될 가능성이 22배 더 높다는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 제시된 새로운 통합 유전체 기반 접근법이 약물 표적을 찾기 위한 중요한 연구 전략임을 보여주었다”고 강조했다.

본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업의 중견연구 지원사업, 보건복지부 및 과학기술정보통신부의 재원으로 치매극복연구개발사업(Korea Dementia Research Center, KDRC)의 지원으로 진행됐다.