한약재 ‘석산’ 유래 라이코린서 광범위 항코로나바이러스 효능 확인
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한약재 ‘석산’ 유래 라이코린서 광범위 항코로나바이러스 효능 확인
  • 승인 2022.01.27 09:05
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김춘호 기자

김춘호 기자

what@mjmedi.com


한의학연, 코로나 RNA 중합효소 저해제 세포기반 고효율 스크리닝 플랫폼 개발
◇세포 기반 코로나바이러스 RNA 중합효소 저해제 스크리닝 플랫폼. HEK293T 세포에 코로나바이러스 중합효소 발현 벡터와 루시페라아제 리포터 벡터를 형질전환 시키고, 리포터 루시페라아제의 발현량을 측정하여, 중합효소의 활성도를 판정하는데, 시험물질의 처리 후 중합효소 활성도 감소여부를 확인함으로써, 효력평가의 지표로 활용한다.
◇세포 기반 코로나바이러스 RNA 중합효소 저해제 스크리닝 플랫폼. HEK293T 세포에 코로나바이러스 중합효소 발현 벡터와 루시페라아제 리포터 벡터를 형질전환 시키고, 리포터 루시페라아제의 발현량을 측정하여, 중합효소의 활성도를 판정하는데, 시험물질의 처리 후 중합효소 활성도 감소여부를 확인함으로써, 효력평가의 지표로 활용한다.

 

[민족의학신문=김춘호 기자] 한국한의학연구원(원장 이진용) 감염질환 연구팀(연구책임자 권선오)이 세포 기반(Cell-based) 코로나바이러스 중합효소 저해제 고효율 스크리닝 플랫폼 자체 개발에 성공하고, 이를 활용하여 천연물 유래 코로나바이러스 중합효소를 억제하는 효능 물질을 발굴했다.

연구성과는 국제 저명학술지 파이토메디신(Phytomedicine, IF=5.340), 바이오메디신즈(Biomedicines, IF=6.081), 임상의학저널(Journal of Clinical Medicine, IF=4.242)에 게재됐다.

연구팀은 기존 기술(신약개발에 필수적인 HTS 적용이 불가능)의 한계를 극복한, 세포기반 코로나바이러스 중합효소 활성도 측정 리포터 어세이(Reporter assay) 개발에 성공하였고, 코로나바이러스 중합효소 저해제 후보물질 고효율 스크리닝(High Throughput Screening, HTS) 적용이 가능함을 입증하였다.

이는 기존 무세포(Cell-free) 시스템 대비, 세포 내 바이러스 유전체 복제환경에서 코로나바이러스 중합효소의 활성을 리포터 루시페라아제(Luciferase) 발현량으로 측정하여, 바이러스 유전체 자가복제를 억제하는 항바이러스 효능물질의 효력을 정량분석할 수 있다. 

이를 FDA 승인 COVID-19 치료제인 렘데시비르의 효력과 비교하면 임상성공 가능성이 높은 신·변종 코로나바이러스감염증 치료 후보물질 도출이 가능하다.
   
연구팀은 자체개발 플랫폼을 활용하여 한약재 석산 (石蒜)에서 유래한 라이코린(Lycorine)이 비뉴클레오시드(non-nucleoside) 코로나바이러스 중합효소 저해제로 작용하는 것을 밝혔다.

또한 라이코린의 코로나바이러스 중합효소 억제 효력을 측정함으로써 렘데시비르 대비 우수한 효능을 확인했다.

MERS-CoV 중합효소 대상 실험(IC50=1.387μM, Remdesivir IC50=6.484μM)에서는 약 4.5배의 차이를 보였고, SARS-CoV-2 중합효소 (IC50=1.341μM, Remdesivir IC50=2.914μM) 대상 실험에서는 약 1.8배 더 우수한 결과를 확인했다.

라이코린은 신·변종 코로나바이러스인 MERS-CoV, SARS-CoV, SARS-CoV-2 세포감염 실험에서도, 렘데시비르보다 우월한 광범위 항코로나바이러스 효력을 보였고, 이는 더 강력한 중합효소 저해 효능에 의한 것임을 알 수 있다.

in silico docking assay를 활용하여 측정된 SARS-CoV-2 중합효소와 라이코린의 결합력을 렘데시비르와 비교하여 분석한 결과, 라이코린이 중합효소의 major pocket에 위치한 3종의 아미노산(Asp623, Asn691, Ser759)과 수소결합(hydrogen bond)을 형성함으로써 바이러스 RNA 복제를 저해하는데, 이 수소결합의  docking score가 -6.2 kcal/mol로 측정되어 렘데시비르(–4.7 kcal/mol) 보다 강력한 결합력을 유지하는 것으로 확인되었다. 

다만, 본 연구는 아직 비임상효력시험 수준까지 연구가 진행된 상태로 향후 임상시험 진입을 위한 독성시험 등 안전성 평가가 필요하다.

권선오 박사는 “이번 연구성과는 신·변종 코로나바이러스 RNA-의존성 RNA 중합효소(RNA-dependent RNA Polymerase, RdRp)를 약물작용점으로 타겟하는 항바이러스 효능물질 고효율 스크리닝 플랫폼을 자체적으로 개발하여, COVID-19뿐 아니라 앞으로도 신·변종 바이러스 감염증 예방·치료 한의 임상기술 개발에 활용할 수 있는 연구인프라를 구축했다는 점에서 큰 의미가 있다”라고 밝혔다.

이진용 원장은 “신·변종 코로나바이러스 감염증 임상에 활용 가능성이 큰 한의 치료제 후보물질의 잠재적 가치를 발굴할 수 있는 스크리닝 플랫폼을 구축해낸 모범사례”라며 “앞으로도 국민에게 필요한 연구를 수행하며 국민의 건강한 삶을 지키기 위한 노력을 다하겠다”라고 밝혔다.  


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