신태일 토토사이트학교 생명공학과 이동윤 교수 연구팀이 염증성 장질환(이하 IBD) 치료를 위한 경구용 나노의약 플랫폼을 개발했다고, 4일 밝혔다.

IBD는 궤양성 대장염과 크론병 등을 포함하는 난치성 장질환으로, 복통과 혈변, 체중 감소 등 만성 증상을 유발해 환자의 삶의 질을 저하시킨다. 하지만 기존 치료제인 5-아미노살리실산(5-ASA), 스테로이드제, 항TNF 항체 등은 전신 부작용과 낮은 약물 전달 효율, 높은 비용 등의 한계가 있었다. 특히 염증 부위로 약물이 직접 전달되지 못해 치료 효과가 제한적이라는 문제도 꾸준히 제기됐다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 키토산 올리고당(Chitosan oligosaccharide, COS)과 감초의 주요 성분인 글리시리진(Glycyrrhizin, GL)을 화학적으로 결합해 장 점막에 부착되고 염증 부위에 선택적으로 작용하는 자기조립 나노입자(COS-GL)를 개발했다.

COS-GL 나노입자는 평균 약 129nm 크기로 설계됐다. 키토산 올리고당의 높은 수용성과 항산화·점막 부착 특성을 활용해 염증 부위에 오래 머물도록 했으며, 글리시리진을 결합해 체내 안정성과 표적 작용성을 확보했다. 세포 및 장 오가노이드 실험에서는 활성산소(ROS) 제거, 장벽 단백질 회복, 대식세포의 항염증성(M2) 극성 전환 효과가 확인됐다.

또한 염증성 장질환 마우스 모델에서 COS-GL을 경구 투여한 결과, 체중 회복과 생존율 향상, 대장 길이 보존, 염증 지표 개선 등에서 기존 치료제보다 우수한 효과를 보였다. 장 점액층 복원, 염증세포 침윤 억제, 염증성 사이토카인 발현 감소도 뚜렷하게 나타났다.

이동윤 교수는 “COS-GL 나노입자는 염증 부위에서 국소적으로 작용하면서도 체내에서 안정성을 유지해 치료 효율을 극대화하면서 부작용을 최소화할 수 있다”며 “IBD 치료제 개발에 새로운 돌파구를 제시했을 뿐 아니라 다양한 만성 염증성 질환으로의 확장 가능성도 높다”고 강조했다.

이번 연구는 한국연구재단(NRF), 한국재생의료펀드(KFRM), 중소벤처기업부 TIPS 프로그램의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 『ACS Nano』에 9월 2일 게재됐다. 해당 논문 「Mucoadhesive and Self-Assembled Chitosan Oligosaccharide-Glycyrrhizin Nanoparticle for Oral Nanotherapeutic in Inflammatory Bowel Disease」에는 한양대 임가영 석사과정생, 유채림 석·박사통합과정생, 국민대 김하린 교수가 공동 제1저자로, 한양대 이동윤 교수가 교신저자로 참여했다.