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[신규논문] 한국파스퇴르연구소, 슈퍼박테리아 제어하는 신규 항생제 후보물질 도출 및 항균 기전 규명
2022-08-19
[신규논문] 한국파스퇴르연구소, 슈퍼박테리아 제어하는
신규 항생제 후보물질 도출 및 항균 기전 규명
신규 항생제 후보물질 도출 및 항균 기전 규명
한국파스퇴르연구소가 다양한 항생제를 무력화시키는 슈퍼박테리아를 효과적으로 제어할 수 있는옥시티아민(oxythiamine)의 항균 효능과 이의 작용기전을 규명했습니다. 연구진은 그간 비타민 B1의 항대사물질로 알려졌던 옥시티아민이 세포 및 동물 실험에서 현존하는 가장 강력한 항생제인 카파베넴에 내성을 가진 녹농균을 효과적으로 제어하고 내성균의 항생제에 대한 민감도를 높인다는 사실을 새롭게 밝혀냈습니다.
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Kim et al., 2022, Cell Chemical Biology 29, 1317–1324, https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2022.07.001
[논문보기] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451945622002446?via%3Dihub
녹농균은 주로 폐와 호흡기에 염증을 일으키며 국내외 병원내감염의 주요 원인 중 하나이나 내성으로 인해 기존 항생제로는 치료가 어렵습니다.
장수진 박사가 이끄는 한국파스퇴르연구소 항생제내성연구팀은 신규 항생제 개발을 위해 23만 여개 화합물 중 녹농균의 성장을 효과적으로 억제하는 물질을 탐색했습니다. 연구진은 세포 내에서 일어나는 감염과 치료의 과정을 정밀하게 관찰 및 분석할 수 있는 한국파스퇴르연구소의 이미지 기반 스크리닝 플랫폼을 활용해 옥시티아민 등 우수한 항균 효과를 가진 후보물질을 효과적으로 도출했습니다. 또한, 싱가포르 난양공과대 연구팀과 협력해 마우스를 활용한 동물실험을 수행하여 옥시티아민의 생체 내 효능을 검증했습니다.
이어 장 박사팀은 전사체, 유전체, 대사체 분석을 포함하는 다중오믹스 연구를 통해 후보물질의 항균 기전을 규명했습니다. 연구진은 옥시티아민이 세포 내에서 이중인산화 단계를 거처 옥시티아민-피로인산염(oxythiamine-pyrophosphate, OTH-PP)으로 활성화되고 OTH-PP가 세균의 티아민 대사를 저해함으로서 세균의 성장을 억제한다고 설명했으며, 또한 세균의 티아민 대사 저해는 기존 항생제를 포함한 다양한 저분자 화합물에 대한 세균의 감수성을 높여 병용투여 항생제의 효과를 높일 수 있을 것이라 덧붙였습니다.
이번 연구는 항생제 내성에 대한 즉각적인 대응이 필요하다는 전 세계적인 요구에 부응합니다. 세계보건기구(WHO)는 인류의 가장 큰 위협 중 하나인 내성균 감염으로 인해 매년 최소 70만명 이상이 사망한다고 보고했으며, 특히 카파베넴 내성 녹농균을 억제할 수 있는 항생제의 개발이 절실하다고 강조한 바 있습니다. 본 연구를 통해 도출된 후보물질과 신규 항균 기전을 기반으로 강력한 효능을 가진 항생제 개발을 가속화 할 수 있을 것으로 기대됩니다.
한국파스퇴르연구소는 신약개발 연구와 국제협력을 통해 항생제 내성에 적극적으로 대응하고 있습니다. 항생제내성연구팀을 주축으로, 주요 내성균에 대한 신규 항생제 개발 연구를 수행하고 있으며, 코로나19에 의한 항생제내성 추이변화 분석도 진행 중이다. 또한, 메타서브 (MetaSUB) 글로벌 컨소시엄에 참여해 한국을 비롯한 32개국의 도시환경 내 마이로바이옴과 항생제 내성균 분포를 조사 및 분석하고 있습니다. 특히, 파스퇴르네트워크(Pasteur Network) 내 아•태지역 7개국에 위치한 10개 연구소와 함께 공동대응을 위한 정기 논의를 개최하고 있으며 2021년 국제 워크숍이어 오는 10월 7일 국제 심포지엄 개최를 준비중입니다. 또한, 2021년 12월에는 국제백신연구소, 아시아개발은행, 주한덴마크대사관, 국제항생제내성연구센터와 공동으로 웨비나를 개최하고 항생제내성에 대응할 국제 공조 전략을 논의했습니다.
한국파스퇴르연구소 지영미 소장은 “코로나19 뒤에서 조용하고 빠르게 위협을 키우고 있는 항생제 내성에 대응하기 위해 우리 모두가 적극적으로 협력하고 신속하게 대응해야 한다"며, “한국파스퇴르연구소는 파스퇴르네트워크를 활용한 국제협력을 기반으로 내성균 관련 정보교류와 공동연구 활성화에 힘쓰는 동시에, 감염병 특화 연구 역량과 인프라를 활용해 혁신적인 항생제 개발 연구에 박차를 가하겠다”고 밝혔습니다.
본 연구는 한국 과학기술정보통신부와 싱가포르 교육부의 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는국제적인 학술지인 '세포화학생물학(Cell Chemical Biology)' Volume. 29 Issue. 8에 8월 18일 수록됐습니다.
Kim et al., 2022, Cell Chemical Biology 29, 1317–1324, https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2022.07.001
[논문보기] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451945622002446?via%3Dihub
녹농균은 주로 폐와 호흡기에 염증을 일으키며 국내외 병원내감염의 주요 원인 중 하나이나 내성으로 인해 기존 항생제로는 치료가 어렵습니다.
장수진 박사가 이끄는 한국파스퇴르연구소 항생제내성연구팀은 신규 항생제 개발을 위해 23만 여개 화합물 중 녹농균의 성장을 효과적으로 억제하는 물질을 탐색했습니다. 연구진은 세포 내에서 일어나는 감염과 치료의 과정을 정밀하게 관찰 및 분석할 수 있는 한국파스퇴르연구소의 이미지 기반 스크리닝 플랫폼을 활용해 옥시티아민 등 우수한 항균 효과를 가진 후보물질을 효과적으로 도출했습니다. 또한, 싱가포르 난양공과대 연구팀과 협력해 마우스를 활용한 동물실험을 수행하여 옥시티아민의 생체 내 효능을 검증했습니다.
이어 장 박사팀은 전사체, 유전체, 대사체 분석을 포함하는 다중오믹스 연구를 통해 후보물질의 항균 기전을 규명했습니다. 연구진은 옥시티아민이 세포 내에서 이중인산화 단계를 거처 옥시티아민-피로인산염(oxythiamine-pyrophosphate, OTH-PP)으로 활성화되고 OTH-PP가 세균의 티아민 대사를 저해함으로서 세균의 성장을 억제한다고 설명했으며, 또한 세균의 티아민 대사 저해는 기존 항생제를 포함한 다양한 저분자 화합물에 대한 세균의 감수성을 높여 병용투여 항생제의 효과를 높일 수 있을 것이라 덧붙였습니다.
이번 연구는 항생제 내성에 대한 즉각적인 대응이 필요하다는 전 세계적인 요구에 부응합니다. 세계보건기구(WHO)는 인류의 가장 큰 위협 중 하나인 내성균 감염으로 인해 매년 최소 70만명 이상이 사망한다고 보고했으며, 특히 카파베넴 내성 녹농균을 억제할 수 있는 항생제의 개발이 절실하다고 강조한 바 있습니다. 본 연구를 통해 도출된 후보물질과 신규 항균 기전을 기반으로 강력한 효능을 가진 항생제 개발을 가속화 할 수 있을 것으로 기대됩니다.
한국파스퇴르연구소는 신약개발 연구와 국제협력을 통해 항생제 내성에 적극적으로 대응하고 있습니다. 항생제내성연구팀을 주축으로, 주요 내성균에 대한 신규 항생제 개발 연구를 수행하고 있으며, 코로나19에 의한 항생제내성 추이변화 분석도 진행 중이다. 또한, 메타서브 (MetaSUB) 글로벌 컨소시엄에 참여해 한국을 비롯한 32개국의 도시환경 내 마이로바이옴과 항생제 내성균 분포를 조사 및 분석하고 있습니다. 특히, 파스퇴르네트워크(Pasteur Network) 내 아•태지역 7개국에 위치한 10개 연구소와 함께 공동대응을 위한 정기 논의를 개최하고 있으며 2021년 국제 워크숍이어 오는 10월 7일 국제 심포지엄 개최를 준비중입니다. 또한, 2021년 12월에는 국제백신연구소, 아시아개발은행, 주한덴마크대사관, 국제항생제내성연구센터와 공동으로 웨비나를 개최하고 항생제내성에 대응할 국제 공조 전략을 논의했습니다.
한국파스퇴르연구소 지영미 소장은 “코로나19 뒤에서 조용하고 빠르게 위협을 키우고 있는 항생제 내성에 대응하기 위해 우리 모두가 적극적으로 협력하고 신속하게 대응해야 한다"며, “한국파스퇴르연구소는 파스퇴르네트워크를 활용한 국제협력을 기반으로 내성균 관련 정보교류와 공동연구 활성화에 힘쓰는 동시에, 감염병 특화 연구 역량과 인프라를 활용해 혁신적인 항생제 개발 연구에 박차를 가하겠다”고 밝혔습니다.
본 연구는 한국 과학기술정보통신부와 싱가포르 교육부의 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는국제적인 학술지인 '세포화학생물학(Cell Chemical Biology)' Volume. 29 Issue. 8에 8월 18일 수록됐습니다.