인천대학교는 생명공학전공 황병희 교수 연구팀이 인체의 방어기작에 주요한 역할을 하는 인간 호중구 펩타이드가 지혈 작용에도 관여한다는 연구결과를 바탕으로 지혈활성을 보이는 펩타이드의 부분을 규명했다고 9일 밝혔다.
화학 합성된 펩타이드의 특정 부분이 혈소판 활성화를 통해 지혈활성을 보인다는 것을 실험으로 확인했고 동물 실험을 통해 새로운 지혈제로서의 적용 가능성을 증명했다는 것이다.
지혈제는 외과적인 수술 등으로 발생하는 출혈을 멈추어 환자의 생명을 구할 수 있을 뿐만 아니라 경제적인 부담도 덜게 하는 매우 중요한 작용제이다. 특히 수술시 발생하는 출혈은 환부의 가시성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 수술 시간을 길게 하고, 수혈의 필요성이 증대되는 등 다양한 영향을 미치게 된다.
지혈제는 일반적으로 수동적, 능동적 지혈제로 나뉘게 되는데 수동적 지혈제는 봉합사, 전기, 패치 등의 기계적인 방법으로 지혈작용을 보인다. 그러나 기계적인 지혈은 통증이나 흉터를 유발할 수 있으며 광범위하게 스며나오는 출혈을 지혈하는데 제약이 있다.
따라서 생물학적 활성을 가지는 능동적 지혈제의 개발이 필요하다.
생물학적 지혈활성을 가지는 지혈제들의 대표적인 예로는 피브리노젠이라는 단백질이나 트롬빈이라는 효소가 있다. 그러나 피브리노젠이나 트롬빈은 모두 소혈청에서 정제해야하기 때문에 짧은 보관기간, 면역이나 알러지 유발 가능성, 바이러스 감염에 대한 우려 등의 여러 가지 문제점들이 지적되어 왔다.
인천대학교 생명공학전공 황병희 교수 연구팀은 이번에 규명한 인체 유래 지혈 펩타이드는 짧은 서열로 화학적 합성이 용이할 뿐만 아니라 홍합접착단백질과 같은 다른 단백질들과 쉽게 융합이 가능하다는 특징을 보인다고 설명했다.
또한, 대량생산이 가능하고, 지혈활성과 인체유래이기 때문에 면역이나 알러지를 유발하지 않아 생체안전성이 뛰어나며 바이러스 등의 감염가능성이 없고, 보관기간이 길다는 장점이 있다고 언급했다.
지혈 펩타이드는 마우스 간모델 실험을 통해 지혈 펩타이드를 액상으로 적용하여 출혈량을 확인했고, 양성 대조군인 키토산과 같은 고분자 지혈물질과 비슷한 수준의 지혈효과를 보이는 것을 확인됐다.
이에 따라 이 지혈 펩타이드가 가진 장점들을 이용하면 기존 기계적인 패치 타입 지혈제나 홍합접착단백질과 같은 접착제에 손쉽게 지혈활성을 부여하는 등 새로운 활성 지혈제 혹은 지혈보조제로 개발할 수 있을 것으로 기대된다.
연구결과 확보된 지혈 펩타이드는 트롬보스폰딘-1과 피브리노젠과 결합하여 아밀로이드 유사 구조를 형성하며 이 구조가 혈소판에 있는 당단백질IIa와 IIIb에 결합하여 혈소판을 활성화시키고, 활성화된 혈소판은 응집돼 혈액응고를 유발하는 지혈활성을 보이는 것으로 추정되고 있다.
전세계 지혈제 시장 규모는 2012년 기준 31억달러로 추정되며 연평균 9.3%로 성장해 2017년 45억 달러 수준으로 성장할 것으로 예상된다.
이 연구는 해양수산부가 추진하는 해양수산생명공학기술개발사업의 ‘해양 섬유복합소재 및 바이오플라스틱소재 기술개발’의 지원을 받아 수행한 것이다.
연구결과는 생명공학 분야의 권위 있는 학술지인 ‘바이오테크놀로지 저널(Biotechnology Journal)’에 최근 온라인 게재됐으며, 특허출원을 통해 원천 지식재산권도 확보됐다.
인천=정창교 기자 jcgyo@kmib.co.kr
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