나이가 들어 석회화가 진행해 판막이 제대로 잘 열리지 않게 되면서 순환장애를 일으키는 대동맥판막협착증은 현재까지 중증으로 발전하여 인공판막으로 교체하기 전까지는 병의 진행을 막을 수 있는 치료법이 없었다.
울산의대 서울아산병원은 심장내과 송재관(사진 왼쪽), 의생명과학과 장은주 교수 연구팀이 실험동물의 판막세포를 이용한 실험을 통해 대동맥판막이 굳어지고 딱딱해지는 석회화를 분석한 결과, 혈당 조절에 관여하는 것으로 알려진 효소인 디펩티딜펩티다제-4(DPP-4)가 대동맥판막협착증에서 과도하게 증가하여 대동맥판막의 석회화를 유발한다는 것을 규명, 국제 학술지에 보고했다고 27일 밝혔다.
연구팀은 또한 이 기전을 이용해 현재 당뇨병 치료제로 사용되고 있는 DPP-4 억제제를 투여하면 대동맥판막 석회화의 진행이 억제된다는 것도 함께 증명해냈다.
특히 DPP-4 억제제의 대동맥판막협착증 치료 용도를 최초로 입증한 것을 인정받아 한국과 미국에서 특허 등록에 성공하는 성과도 얻었다.
DPP-4 억제제는 당뇨병 치료제 사용량의 40%를 차지하고 있으며 특별한 부작용이 없는 안전한 약제로 알려져 있는데, 이번 연구를 통해 이미 개발된 이 약제들을 대동맥판막협착증 치료제로 재창출함으로써 빠른 시일 내에 실제 환자들에게 적용할 수 있을 것으로 전망되고 있다.
연구결과 혈당 조절에 관여하는 효소인 DPP-4는 인슐린과 비슷한 분자구조를 가진 인슐린유사성장인자-1의 작용을 억제하게 되는데 이 과정에서 대동맥판막조직 세포에 칼슘이 쌓이고 석회화가 진행되는 것으로 밝혀졌다.
이 기전을 통해 대동맥판막 협착증을 가진 쥐와 토끼 두 가지 동물질환 모델에 DPP-4 억제제를 투여한 결과, 인슐린유사성장인자-1의 양이 증가되면서 결국 석회화가 억제되고 대동맥판막협착증의 발생이 예방되는 것도 확인됐다.
연구팀은 DPP-4 억제제를 ‘심장판막 석회화의 예방 또는 치료용 조성물’로 국제특허출원 하여 최근에는 우리나라와 미국에서 특허 등록에 성공했다. 특히 대동맥판막협착증 환자가 가장 많은 미국에서 DPP-4 억제제의 대동맥판막 협착증 치료에 관한 모든 권리를 갖고 있어 강력한 특허권을 보유한 상태다.
연구팀은 범부처신약개발단의 연구비를 수주하여 다양한 DPP-4 억제제들 중에서 심장판막조직 분포도가 높고 대동맥판협착증 치료제로서 최적화된 유효용량을 갖고 있는 약제를 확인하는 후속 연구를 진행 중이다.
앞으로 대동맥판막 협착증과 당뇨병을 갖고 있으며 추적 심장초음파가 시행된 환자들의 빅데이터를 활용해 DPP-4 억제제의 대동맥판막 협착증 진행 예방 효과도 검증할 예정이다.
장은주 교수는 “일반적으로 10～15년의 오랜 기간이 소요되는 통상적인 신약개발 과정과는 달리, 시장에서 이미 사용되어 안전성이 검증된 DPP-4 억제제를 ‘대동맥판막 협착증 치료제’라는 새로운 신약으로 재창출해 곧 실제 임상에서 환자들에게 적용할 수 있을 것이다” 고 밝혔다.
송재관 교수는 “지금까지 대동맥판막 협착증이 진단되더라도 증상이 나빠질 때까지 별다른 약물치료 방법이 없었지만 앞으로는 약물치료를 통해 병의 악화를 막고 예방할 수 있는 길이 열리게 됐다”고 말했다.
연구 결과는 심장질환 분야 국제 학술지 ‘써큘레이션(Circulation)’ 최근호 에 게재됐다.
이기수 의학전문기자 kslee@kmib.co.kr
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