모발성장을 촉진하고 탈모증상 억제에 효과가 있는 APN5 펩타이드를 국내 연구진이 개발했다.
탈모는 전 세계 수백만 명의 사람들에게 영향을 미치는 고통스러운 질환이다. 이 질환은 노화, 호르몬 장애, 여러 약물의 부작용 등 다양한 원인에 의해 발생한다.
탈모 치료법은 바르는 약, 먹는 약, 모발 이식술 등이 있다. 그러나 기존 발모촉진제는 부작용이나 부분적인 효능에 대한 우려로 사용이 제한되어 탈모증 치료를 위한 새로운 작용 기전을 가진 신약에 대한 수요가 높다.
서울대병원 피부과 정진호 교수·서울대 화학부 이형호 교수 공동연구팀은 아디포넥틴(adiponectin) 수용체에 특이적으로 결합해 모발 성장을 촉진하고 탈모 증상 억제 효과를 보이는 펩타이드 개발에 성공했다고 밝혔다.
아디포넥틴은 주로 지방 세포에서 분비되는 체내 단백질의 일종이다. 이 단백질은 인슐린 저항성을 개선하는 데 중요한 역할을 해 체내에서 비만, 당뇨병, 동맥경화 등을 방지하는 효과를 보이는 것으로 알려져 있다.
체내 아디포넥틴 부족과 남성형 탈모증의 중증도가 연관이 있다는 사실에 연구팀은 주목했다.
연구팀은 아디포넥틴 단백질이 수용체에 결합하는 중요한 부위를 찾아냈다. 해당 부위의 아미노산 서열을 이용해 아디포넥틴과 동일한 역할을 할 수 있는 펩타이드를 개발했다. 연구팀은 이 펩타이드를 APN5로 명명했다.
연구팀은 그림과 같이 생체 내 아디포넥틴의 원래 서열에서 작은 펩타이드를 설계해 경피 전달이 가능하도록 했고, 생체 내 및 실험실 내에서 아디포넥틴 수용체를 활성화하는지를 연구했다. 인간의 모낭세포(외모근초세포, 모유두세포)에 펩타이드를 처리해 세포 내 신호전달체계 활성화 효과를 확인했다.
이어 실험실에서 배양한 사람 모낭에 APN5 펩타이드를 처리했을 때 모낭의 성장이 촉진되는 것을 확인했다.
또한, APN5 펩타이드를 실험용 쥐에 도포한 결과 이 물질이 피부를 투과해 생체에서 모발 성장을 촉진하는 사실을 확인했다. APN5 펩타이드 0.007%를 쥐에 도포했을 때, 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 바르는 발모제인 미녹시딜 3%와 비슷한 모발 성장 촉진 효과를 보였다. 이는 농도 측면에서 APN5 펩타이드가 미녹시딜보다 우수한 효과를 보인다고 볼 수 있다고 연구팀은 밝혔다.
APN5 펩타이드가 아디포넥틴 수용체를 활성화해 모발 성장을 촉진하고 잠재적으로 탈모증 환자의 치료에 국소적용 가능한 분자로 사용될 수 있음을 확인한 것이다.
연구팀은 아디포넥틴 수용체와 APN5 펩타이드가 결합하는 구조를 분자적 수준에서 규명함으로써 향후 새로운 아디포넥틴 수용체의 작용제 개발에 큰 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.
정진호 교수는 “이번에 개발한 APN5 펩타이드를 활용하면 체내에 정상적으로 존재하는 단백질인 아디포넥틴에 의한 신호전달을 자극해 탈모증을 치료할 가능성을 제시했다는 데 의의가 있다”면서 “아디포넥틴 감소와 연관된 다른 피부질환인 건선(psoriasis), 주사(rosacea), 민감성 피부(sensitive skin)를 치료하는 데에도 사용될 수 있을 것”이라고 말했다.
정 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 남성형 탈모증 치료제 개발을 위한 임상 연구에 착수할 계획”이라며 “향후 건선 등의 피부질환 치료제 개발을 위한 임상 연구도 수행할 예정”이라고 덧붙였다.
이 연구는 국제학술지 ‘엠보 분자의학(EMBO Molecular Medicine)’ 최신호에 게재됐다.
* 펩타이드 개발 개요도 설명: 가운데 아디포넥틴 단백질에서 확보한 펩타이드의 위치, 왼쪽 상단 컴퓨터를 이용한 펩타이드-수용체 결합 예측. 왼쪽 하단 모낭세포를 이용한 펩타이드의 신호전달체계 활성화 확인. 오른쪽 하단 체외 모낭 배양을 통한 펩타이드의 모발 성장 효과 확인. 오른쪽 상단 쥐 동물실험을 이용한 펩타이드의 발모 효과 확인
