난치성 유방암 치료약물 개발 주목
인간게놈프로젝트가 마무리된 2003년 4월 이후부터 세계 신약개발 패러다임의 변환이 있었다. 신비에 싸인 인간 DNA 염기서열을 모두 알아냈기 때문에, 인간 질병 정복을 향한 신약개발이 활발히 이뤄지는데, ‘케미컬 지노믹스(Chemical Genomics)’와 같은 다학제적 융합연구에 의한 접근법이 주목받았다. 이화여대 권영주 교수는 구조 및 화학생물(Structural & Chemical Biology) 분야에서 두드러진 다학제적 융합연구를 통해 지난해 대한약학회 녹암학술상 수상, 올해 질병중심중개연구사업 선정, 신약개발연구 코어 센터 선정 등 눈에 띄는 행보를 보이며 앞으로의 기대를 모으고 있다.
약학과 화학의 다학제적 접근으로 신약개발의 ‘Key’ 찾는다
1990년대 후반 하버드대에서 출발한 ‘케미컬 지노믹스’는 세포에 화학물질 처리를 통해 생기는 생체 물질의 변화를 분석해서 생체 물질의 기능을 파악하는 분야다. 인간게놈프로젝트가 마무리되면서 미국 전역에서 활발히 연구가 이뤄졌고 권영주 교수는 당시 휴스턴대학 화학과에서 분석화학을 전공하고, 베일러의대 생화학·분자생물학과에서 박사후연구원으로 있으면서 케미컬 지노믹스를 접했다. 이후 전문적으로 공부하며 관련 분야 전문가로 2005년 3월 이화여대에 임용됐다. “신약개발 속도를 좀 더 빠르게 할 수 있다는 장점이 있어서 케미컬 지노믹스를 박사후연구 주제로 선택했습니다. 케미컬 지노믹스는 융합학문으로, 다학제적 접근법을 기반으로 합니다. 때문에 약물개발의 새로운 패러다임으로도 이 접근법이 많은 주목을 받았죠. 이화여대 임용 이후 구조·화학 생물학 연구실을 진행하며 신약개발 연구에 매진하고 있습니다” 그녀는 난치성 유방암 및 대장암의 신규 약물내성유발 원인 발굴 및 신규 기전 치료제 개발 연구, 그리고 알츠하이머병, 암전이, 간섬유화 유발 통합표적 발굴 연구 등을 수행하며, 130여 편의 SCI(E) 논문발표, 14건의 특허등록, 3건의 기술이전을 실시해 지난해 대한약학회 녹암학술상을 수상하기도 했다. 특허등록과 기술이전이 눈에 띄는데, 연구결과물을 상용화하겠다는 그녀의 의지를 엿볼 수 있다. “약물개발은 그리 쉬운 일이 아닙니다. 올해 1월, 3년 만에 국내 신약 31호가 탄생했다는 소식만 봐도 알 수 있죠. 어려운 길이기에 더 연구의 고삐를 당겨 획기적인 신약개발에 일조하고 싶습니다” 그녀는 혁신적인 신약개발의 ‘Key’는 바로 다학제적 접근이라고 강조했다.
AMPK 효소 단백질 연구로 유방암, 간 질환, 뇌 질환 치료제 연구
2021년 질병중심중개연구사업에 권영주 교수의 구조·화학 생물학 연구실이 선정됐다. 권 교수는 암 치료 및 예방을 위한 항암제로 주목받는 AMPK 효소 단백질을 연구하고 있는데, AMPK 대사조절의 열쇠를 쥔 단백질을 조절해서 항암효과를 높일 수 있다는 결과를 얻었고, 대표적으로 적용된 질환이 바로 삼중음성 유방암이다. 젊은 층에 나타나서 재발률과 전이율이 높은 악성 종양으로 난치병으로 분류된다. 권 교수는 이 연구로 질병중심중개연구사업에 선정돼 후보물질까지 연구하겠다는 계획이다. “국가신약개발지원사업에 지원해서 비임상까지 마치고 기술이전하고 싶은 바람이 있습니다. 시간이 오래 걸리겠지만, 약물개발을 통해 젊은 나이에 유방암으로 고통받는 환자들에게 희망을 주고 싶습니다” 권 교수는 AMPK 연구를 중심으로 난치성 유방암뿐만 아니라 간 질환, 퇴행성 뇌 질환 치료약물까지 연구를 진행하고 있다.
‘신약개발연구 코어 센터’ 선정으로 하드웨어 구축 박차
권영주 교수가 이끄는 ‘신약개발연구 코어 센터’가 2021년 핵심연구지원센터 조성 지원 사업에 선정됐다. 교육부가 주관하고 한국연구재단과 한국기초과학지원연구원이 운영하는 이 사업은 대학의 연구개발 역량 강화와 효율적인 연구생태계 조성을 위해 연구 장비 이전과 유지보수, 성능향상 비용, 장비전담인력 인건비와 교육훈련비, 기타 센터 운영비 등을 지원하는 사업이다. 센터 선정에 큰 기쁨을 표시한 권영주 교수는 “현재 4년 차로 진행되고 있는 MRC(선도연구센터)가 신약개발을 위한 소프트웨어라면 ‘신약개발연구 코어 센터’는 최첨단 장비를 구축하는 하드웨어입니다. 두 센터의 시너지로 우리 약대가 세계적인 거점으로 주목받을 것으로 생각합니다. 또한, 교내 연구자들뿐만 아니라 주변 지역 연구자들까지 센터를 활용할 수 있어 자연스럽게 협업도 가능하리라 생각합니다. 최적의 연구환경이 만들어진다는 측면에서 굉장히 고무적인 사업입니다. 산·학·연 및 국제 공동연구 활성화를 도모해 글로벌 핵심거점 신약개발연구 센터로 발전하고, 국가 기초과학연구역량 강화에 이바지하고자 합니다” 센터는 약학대학 10명의 교수진과 석·박사급 전담 운영인력 8명이 참여해 센터 기반을 구축하고, 타겟 발굴 및 타겟 조절물질 스크리닝팀, 조절물질의 최적화 및 타겟 검증팀, 타겟 조절물질의 효용성 평가 및 기전 연구팀 등 세 개의 연구팀으로 나눠 유기적으로 협업하며 신규 약물 타겟 및 후보물질 발굴기술의 고도화와 작용기전 규명기술의 고도화를 통한 비임상 진입 연구에 집중할 예정이다.
“과학자는 정직하고 소통을 잘해야 합니다”
과학자들이 쉽게 빠질 수 있는 오류를 지적하며 권영주 교수는 “과학자는 정직하고 소통을 잘해야 합니다”라고 말했다. 과학자라고 해서 모든 지식과 정보에 능통할 수는 없으며 이를 극복할 수 있는 것은 바로 ‘소통’이라고 덧붙였다. “모르는 것은 모른다고 이야기하고, 아는 것은 기꺼이 나눌 수 있는 사람이 과학자라고 생각해요. 학생들에게도 이 부분을 강조합니다. 동료와 소통하고 다른 사람의 논문을 자주 읽으며 학회에 참가하는 것 등이 소통에 해당합니다. 신약개발은 상당히 복잡하고 오랜 시간이 필요합니다. 그렇기에 소통은 길고 힘든 싸움에서 이기는 방법이죠”라며 그녀는 “제 연구철학도 아집에 빠지지 않고 다양성이 있다는 걸 염두에 두며 연구를 수행하는 것입니다. 그러다 보면 다른 사람이 미쳐보지 못한 걸 보게 되어서 다음 단계로 갈 때 도움이 될 것으로 생각합니다”라고 밝혔다.
우리의 몸도 자연현상의 일부이기에 분명 진실이 있다. 인간게놈프로젝트가 완성이 됐다 해도, 여전히 진실은 저편에 있다. 진실이 밝혀지면 인간 질병의 정복도 머지않았다. 권영주 교수 또한 저편의 진실을 밝혀내기 위해 노력하고 있다. “제 생각을 연구로 구현하는 데는 대학원생들의 도움이 컸습니다. 현 실험실 멤버들과 그전에 열심히 일해준 멤버들에게 고맙습니다. 그리고 공동연구 파트너이자 영원한 인생의 동반자인 차의과학대학 약대 나영화 교수님에게도 감사의 마음을 전하고 싶습니다. 같이 연구하면서 도움을 많이 받습니다. 마지막으로 이화여대 약대에서 16년을 보내면서 랩실 셋업과 연구에 도움을 주신 동료 교수님들에게도 감사의 말씀을 드리고 싶습니다”
[이슈메이커=임성희 기자]
