비만과 대사증후군 확산으로 대사이상 지방간질환(MASLD) 환자가 빠르게 늘어나면서 이를 효과적으로 치료할 수 있는 새로운 기술에 대한 요구가 커지고 있다. 기존 치료는 주로 식이 조절이나 운동, 약물을 통해 지방 대사 과정을 간접적으로 조절하는 방식으로 간세포 안에 이미 쌓인 지방을 직접 제거하는 데에는 한계가 있었다. 이에 따라 질환의 원인을 직접적으로 해결할 수 있는 새로운 치료 접근이 필요하다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 생체분자인식연구센터 이현범·박진영 박사팀은 한양대학교(총장 이기정) 이준석·전대원 교수팀과 함께 간세포 안에 쌓인 지방을 직접 제거하는 새로운 치료제를 개발했다. 이 치료제는 지방을 표적으로 인식해 붙잡은 뒤 분해하는 방식으로 작동해 지방 대사를 간접적으로 조절하던 기존 치료와 달리 원인 물질 자체를 제거한다.

연구팀은 간세포 안에 축적된 지방방울(lipid droplet)을 직접 줄이기 위해 지방을 인식하는 물질과 지방을 분해하는 효소를 하나로 결합한 치료제(Lipid Droplet Inhibitor, LDI)를 설계했다. 이는 간에 이미 쌓인 지방에 직접 작용하도록 만들어져 생활 습관 개선이나 대사 조절에만 의존하던 기존 방식과 뚜렷한 차이를 보인다.

▲표지 논문(Inside cover) 이미지

이번에 개발된 치료제는 지방간 유도 세포와 동물모델 실험을 통해 효과와 안전성이 검증됐다. 그 결과, 간에 축적된 지방과 염증 반응이 뚜렷하게 감소했으며 간 손상 정도를 나타내는 지표도 최대 84%까지 개선됐다. 또한, 독성이 관찰되지 않아 실제 치료제로 개발될 수 있는 가능성을 확인했다. 

이번 성과는 아직 승인된 치료제가 거의 없는 지방간 질환 분야에서 새로운 치료 플랫폼이 될 가능성을 보여준다. 지방을 직접 표적하는 방식은 기존 약물과 차별화된 신약 개발로 이어질 수 있으며, 빠르게 성장하는 글로벌 지방간 치료제 시장에서도 경쟁력을 가질 수 있다. 특히, 나노기술 기반 구조를 활용해 다른 대사질환 치료제로 확장할 수 있다는 점에서 산업적 활용성도 크다.

KIST 이현범 박사는 “그동안 지방간을 치료 방법이 제한적이었지만, 이번 연구를 통해 간 건강 회복을 위한 새로운 방향을 제시했다”라며 “앞으로 실제 환자에게 적용할 수 있도록 치료제 개발을 계속해 더 많은 사람들이 건강한 삶을 누리는 데 기여하고 싶다”라고 말했다.

본 연구는 과학기술정보통신부(장관 배경훈)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 중견연구사업(2023R1A2C2003128, 2022R1A2C1092294) 그리고 식품의약품안전처사업(RS-2024-00332024 and 23212MFDS2023)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Advanced Materials」 (IF 26.8, JCR 분야 2.1%)에 표지논문(Inside cover)으로 선정됐다.

[그림 1] 개발한 나노치료제의 이중 기능을 통한 지방간 개선

개발한 나노치료제의 지방포획 및 지방분해 기능을 통한 지방간 개선을 확인하였음.

[그림 2] 비알코올성 지방간질환(MASLD) 모델에서 간 지방 축적 및 간 손상 평가

실험동물의 간 조직을 H&E(헤마톡실린·에오신) 염색법으로 관찰하여 지방 축적 정도와 조직학적 손상 양상을 평가했음. (대조군1) 생리식염수 투여군(saline group)은 지방증(steatosis) 및 염증 반응 등이 관찰되어 간 손상이 심각한 것으로 확인되었으며 (대조군 2) pSiO₂-BSA 투여군 역시 뚜렷한 간세포 손상과 광범위한 지질 축적을 보였으며, 생리식염수군과 비교했을 때 유의한 차이는 나타나지 않았음. 반면 LDI 처리군은 지방증 및 염증 반응이 현저히 감소해, LDI가 간 손상 완화 및 지질 축적 억제에 효과가 있음을 확인하였음.