조쌍구 건국대 교수, 인공지능 모델 활용 新 펩타이드 개발

[이데일리 신하영 기자] 조쌍구 건국대 줄기세포재생공학과 교수팀이 인공지능을 기반으로 단백질의 3차원 구조를 예측하는 모델을 활용, 줄기세포 성장과 골관절염 치료 기능을 향상시키는 펩타이드(섬유아 성장인자-2 유래 펩타이드)를 개발했다.

왼쪽부터 건국대 아브달 아메드 박사, 이수빈 박사과정생, 조쌍구 교수, 바르샤바 대학 사바스티안 크미에치크 교수, 존스홉킨스 대학 김덕호 교수(사진=건국대 제공)

건국대는 조쌍구 교수팀이 이러한 연구성과를 거뒀다고 25일 밝혔다. 이번 연구에는 폴란드·미국 연구진이 참여했으며 ㈜아모라이프사이언스, 스템엑소원㈜ 등 기업과도 협업이 이뤄졌다. 연구결과는 저명 국제학술지(Journal of Advanced Research)에 게재됐다.

연구팀은 홍합 유래 접착 단백질과 결합된 섬유아 성장인자-2(FGF-2) 유래 펩타이드(FP2)를 이용, 사람에서 분리한 탯줄 유래 중간엽 줄기세포(hWJ-MSC)를 배양했다. 이어 해당 배양 세포가 관절염 증상을 완화하는 것을 확인했다.

FGF-2는 다양한 조직과 기관의 다양한 세포 기능을 조절해 배아 발달, 상처 치유 등의 역할을 한다. 줄기세포의 자가 재생 능력이나 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 다능성을 유지하기 위해서는 이를 반드시 활용해야 한다. 다만 FGF-2는 불안정해 주기적으로 추가해야 하고, 그 결과 비용이 증가한다는 단점이 있다.

연구팀은 불안정한 FGF-2를 대신해 안정적인 FP2 펩타이드를 사용해 기능 강화 줄기세포를 배양했으며 골관절염 생쥐 모델에서 개선된 효능을 검증했다. 특히 기능이 아직 밝혀지지 않은 FP2 펩타이드의 단백질 구조를 분석하기 위해 폴란드 바르샤바 대학의 세바스티안 크미에치크(Sebastian Kmiecik) 박사와 함께 특정 펩타이드와 섬유아 성장인자 수용체-1(FGFR-1)의 결합능을 분석했고, 상호작용이 활발하고 안정화되는 것을 확인했다.

이번 연구는 범부처 재생의료기술개발사업과 한국연구재단에서 연구비를 지원받아 수행됐다. 한편 조쌍구 교수가 대표이사를 맡고 있는 건국대 기술지주회사 자회사 스템엑소원은 지난 6월 아모라이프사이언스와 업무협약을 맺고 줄기세포 연구를 진행해왔으며, 이번 연구는 그 첫 번째 성과다. 스템엑소원은 최근 (주)에스와이에스 홀딩스로부터 투자를 유치했다. 이를 기반으로 난치성 염증, 패혈증, 골관절염 등 다양한 엑소좀 치료제와 기능성 화장품·의약품 원료 개발과 해외 시장 진출도 추진할 계획이다.