이광민
한국식품연구원 선임연구원

‘소포체 스트레스’라는 대사경로 타깃 식의약 소재 발굴
대사질환 예방ㆍ치료 건강기능성 식품 및 의약품 개발ㆍ사업화해야

이광민 한국식품연구원 기능성소재연구단 선임연구원

대사질환은 포도당, 지방, 단백질 등의 대사이상에서 기원하는 질병을 말하며, 주로 포도당과 지방대사의 이상으로 유발되는 당뇨병, 골대사질환, 지방간, 비만, 심혈관계 질환 등을 한 가지 질환군으로 개념화 시킨 것으로, 생활습관의 변화에 따른 질병이란 의미로 생활습관병으로도 불린다.

보건복지부와 질병관리본부의 2017년 국민건강통계에 따르면, 19세 이상 성인 가운데 비만 척도인 체질량지수(BMI)가 25 이상인 비만 유병률은 2005년 31.3%에서 2016년 34.8%로 증가했고, 아동청소년의 비만율도 점차 증가하는 추세이다. 2008년 11.2%였던 비만율은 2017년 17.3%로 6.1%p 높아졌고, 고도 비만율도 2017년 처음 2.0%를 넘어섰다.

대사질환의 원인으로는 비만과 연관된 인슐린 저항성 증가, 혈당대사 이상으로 인한 고혈당, 지질대사 이상으로 인한 중성지방 증가 등과 같은 ‘에너지 대사 이상’과 더불어 ‘소포체 기능 이상’이 제시되고 있다.

소포체(endoplasmic reticulum, ER)는 단백질 및 지질의 합성, 칼슘의 저장 등을 담당하는 중요한 세포소기관으로, 세포의 주어진 기능을 수행하기 위해 정교하게 단백질을 생산하고 관리하는 ‘Quality Control’을 담당한다.

생리적 혹은 병리적 환경에 의해 소포체가 처리할 수 있는 능력 이상의 단백질이 소포체 내로 유입돼 단백질을 접고, 3차원 구조로 만드는데 한계에 이르거나, 소포체 내 칼슘이 고갈되면 기능 장애가 발생해 소포체 내에 미접힘 단백질이 증가하는데, 이러한 상태를 ‘소포체 스트레스(ER stress)’라고 한다.

소포체 스트레스를 억제하는 화학적 샤페론이 인슐린 저항성을 개선하고, 베타세포의 기능을 향상시키며 대사질환, 염증성 질환 등에서 만성적인 소포체 스트레스가 발생하고 있고, 이는 질병들의 주요 병리기작과 관련이 있다는 많은 연구가 보고되고 있다.

이러한 시각에서 국내외 다국적 제약업체들은 ‘소포체 스트레스 조절’에 대한 연구와 더불어 ‘소포체 스트레스’라는 대사경로 자체를 타깃으로 하여 치료방법을 개발하려는 시도가 다양하게 이뤄지고 있는 상황이나, 식품 및 천연물 소재를 활용한 소포체 스트레스 개선 기능성 식품 및 의약 소재 발굴에 대한 연구는 아직 미비한 실정이다.

대사성질환 치료제 시장은 최근의 기술 진보와 효과적이고 안전한 치료제 개발로 향후 5~15년간 급속하게 확대될 것으로 예상되고 있다. 신약들이 본격적으로 개발되면 대사성질환 치료제 시장은 2025년경에 미국의 선두를 차지하는 암 치료제 시장을 넘어설 수도 있는 규모이다.

인구 고령화 등으로 인해 대사성질환과 치료제 수요는 증가하고 있으며, 치료재제의 안전성 측면을 강조하는 새로운 패러다임의 변화로 안전성이 수반된 식품 및 천연물 기반 의약품 소재 연구개발이 급증하고 있다.

따라서 기존의 특정 환경에 적용할 수 있는 분자 타깃에서 벗어나, 소포체 스트레스라는 대사경로를 타깃으로 하는 식의약 소재를 발굴함으로써 비만, 지방간 등 대사질환을 예방ㆍ치료할 수 있는 건강기능성 식품과 의약품 소재 개발 및 사업화를 통해 바이오 식품기술 이용 의약품산업을 신성장동력으로 만들 수 있는 원천기술 개발과 경쟁력 확보를 기대한다.

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