안구 건조를 치료할 새로운 치료제 후보는?

쥐눈이 콩 활용한 천연 조성물 특허 등록 완료

국내 성인 중 75% 이상이 앓고 있다는 ‘안구건조증’을 개선할 새로운 치료제가 등장할 전망이다. 

29일 홍릉강소특구와-KIMCo(한국혁신의약품컨소시엄)가 공동으로 개최한 기술설명회에서는, KIST(한국과학기술연구원) 이욱빈 연구원이 ‘각막 질환의 예방 및 치료용 조성물’을 주제로, 안구 건조 개선 천연물에 대해 발표했다.

안구 건조란 안구 표면이나 눈물막이 파괴돼 나타나는 질환으로 삼투압, 염증 등이 증가한다. 이로 인해 환자들은 건조감, 충혈, 발적 등의 이물감을 느끼게 된다.

이 연구원은 먼저, 안구 건조를 확인할 수 있는 방법에 대해 “각막 세포를 염색하는 Corneal Fluorescein Staining, 눈물막을 형광으로 덮는 Tear break-up time (BUT), 종이를 눈에 대서 얼마나 많은 눈물이 나오는지 확인하는 Schirmer’s test로 분류된다.”고 설명했다.

이어 안구 건조 치료에 대해서는 “Oil layer 층을 보호하기 위해 점안제를, Aqueous layer는 인공눈물을 사용한다. Mucus layer 보호를 위해서는 Duquafosol을, Cornea에는 Cyclosporine을 사용한다.”며, “경구용으로는 오메가-3, 녹차, 로얄젤리 그리고 항산화제로 알려진 NAC로 염증을 약화시켜서 안구건조 보호 효과를 나타내고 있다.”고 덧붙였다.

이 연구원은 “안구 건조 개선 천연물의 효과에 대한 연구를 진행하기 위해 동물 모델을 바탕으로 두 가지 방법을 이용했다.”고 연구 방법을 설명하기도 했다.

방부제를 투여해 안구를 건조하는 첫 번째 방법과 폐경기 여성을 대상으로, 난소 적출 후 시간이 흐르면 안구 건조가 온다는 점을 이용한 두 번째 방법으로 연구를 진행했다. 

그 중 첫 번째 사례는 Benzalkonium chloride (BAC)를 눈에 주입하고 실제로 안구 건조에 효과가 있는지 확인하는 방식으로 진행됐다.

이 연구원은 “해당 모델은 점안액 내에 방부제로 많이 사용되고 있다.”며 “방부제의 경우 보존력은 좋지만 장기간 사용하면 각막 상피세포와 눈물막에 지장이 생긴다. 실제로 녹내장 환자들의 경우 약을 많이 사용하는데, 안구 건조가 증가된다고 보고된 바 있다.”고 전했다. 

두 번째 사례인 Aqueous deficient medel은 호르몬을 이용해 연구가 진행됐다. 

이 연구원은 “폐경기 여성의 경우 같은 연령 남성에 비해 대략 2배 정도의 안구건조 발생률이 증가한다고 알려졌다. 쥐를 대상으로 실험했을 때 6주 후 BUT가 줄어들었고, 이는 안구건조가 진행되고 있다는 것을 알려준다.”고 밝혔다.

이어 “8주 후에는 적용 소재의 효과 여부에 대해 판단했는데, 역시 결과가 좋았다.”고 말했다.

이러한 연구 결과를 이끌어낸 것은 천연물 소재 ‘쥐눈이 콩’이다. 콩에는 Anthocyanins, isoflavonoids, flavonoids 등이 포함됐는데, 연구는 그 중에서도 Anthocyanins의 효능에 대해 주목해 진행됐다.

이 연구원은 “연구에서 쥐눈이 콩은 70% 에탄올로 추출했다. 이 추출물에 대해 HPLC로 분석해 6개의 주요 화합물을 확인했다.”고 연구 방법을 설명했다.

화합물 확인 후에는 method validation을 통해 6가지 화합물을 추출해 함량이 얼마인지 확인했으며, 이후 실험에서 BAC 0.2%를 눈에 주입해 2주 후 실험군과 컨트롤 그룹에 대한 차이를 확인했다.

결과는 긍정적이었다. 이 연구원은 “Fluorescein staining 후 많이 염색된 안구건조 모델이 확인됐고, 쥐눈이 콩 농도의 증가에 따라 안구건조가 좋아지는 양상을 확인할 수 있었다.”고 전하며 “BUT Scoring에서도 농도가 진했을 때 (50mg/kg)를 먹였을 때 안구건조 보호 효과가 확인됐다.”고 말했다.

안구 건조가 생기면 epithelial damage로 인해 얇고 세포들도 많이 파괴된 모습을 볼 수 있다. 그러나 staining 결과에서도 쥐눈이 콩을 많이 섭취한 경우 각막 표면도 좋아지고, 세포들 모양도 안정적으로 많이 존재한 것이 관찰됐다.

안구 건조는 Squamous metaplasia라고 불리는 각막 경화 현상도 나타나지만 이 또한 개선된 것으로 나타났다.

이 연구원은 “경화되는 부분에 대한 마커를 보면, 안구 건조 모델에서는 진하게 염색되는 반면 쥐눈이 콩 천연물 소재 섭취군에서는 이러한 부분들이 많이 없어짐에 따라 경화도 굉장히 약화시킬 수 있다는 점이 관찰됐다.”고 밝혔다.

경화 후 진행되는 세포 사멸을 막는데에도 중요한 역할을 하는 것으로 관찰됐다.

이 연구원은 “세포 사멸도 테스트 결과 각막 세포의 사멸 정도가 쥐눈이 콩을 먹였을 때 많이 줄어드는 게 관찰됐고, 실제로 천연물이 cytochrome c나 Bax의 활성화를 감소시켰고, Anti-apoptotic protein은 증가되는 게 관찰됐다.”고 설명했다.

이 연구원은 설명을 정리하며 “BAC 모델에서 쥐눈이 콩을 주입하게 되면, 염증과 세포 사멸, 각막 경화를 약화시켜, 눈물층의 Ocular surface damage를 약화시킴으로써 안구건조에서의 보호 효과가 뛰어나다는 결과를 얻을 수 있다.”고 전했다.

이어 “해당 기술에 대해 특허 등록 완료는 물론, 다른 논문에도 등재됐다”고 강조했다.