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에이즈 백신 개발을 위한 HIV 단백질 설계

기사승인 2019.06.10  13:30:15

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- 인간면역결핍바이러스(HIV) 단백질의 대표적 구조 설계, 치료용 항체 유도 가능성 제시

   
▲ 설계된 인간면역결핍바이러스(HIV) 외피 단백질 ConM의 구조와 광범위 중화항체 유도 가능성 제시
ConM은 변이체가 광범위하고 다양한 인간 면역결핍 바이러스 외피 단백질의 전체 아형(subtype)을 가장 잘 대표할 있도록 설계된 단백질이다. 설계된 단백질 ConM이 자연형 외피 단백질과 유사하게 발현되고 구조를 가지며, 토끼 및 원숭이를 이용한 동물 실험에서 치료제 및 백신으로서의 효과가 광범위한 중화항체를 유도할 가능성이 있음을 보인다.

후천성면역결핍증(에이즈)의 백신을 개발할 수 있는 새로운 방법이 제시됐다.

한병우 교수(서울대학교) 연구팀이 에이즈를 유발하는 인간면역결핍바이러스(HIV) 단백질의 대표적 구조를 설계해, 치료용 항체 유도 가능성을 제시했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은 밝혔다. 이번 연구는 미국 스크립스연구소, 네덜란드 암스테르담대학교 의학센터와 공동연구로 수행됐다.

에이즈 치료 항체를 개발함에 있어서 가장 어려운 점은 바이러스(HIV)의 단백질이 지속적으로 다양하게 변이된다는 점이다. 외피 단백질이 인간 면역세포에 결합‧침투하는 과정을 저해하는 치료법이 제안됐지만 광범위한 변이체로 인해 치료제 개발이 쉽지 않았다.

연구팀은 인간면역결핍바이러스 변이를 모두 분석해서, 전체 외피 단백질을 가장 잘 대표하도록 설계된 단백질 '콘엠(ConM)'을 백신 개발에 최적화되게 추가 변형했다. 또한 이를 통해 광범위한 에이즈 변이에 대해 치료 효과가 좋은 항체들을 유도하는 데 성공했다.

연구팀은 2017년까지 알려진 6,000개 이상의 인간면역결핍바이러스 외피 단백질의 모든 서열을 분석해, ConM을 백신 개발에 최적화되도록 설계하고, 단백질의 3차원 구조를 밝혔다.

또한, 설계된 ConM 단백질을 토끼와 짧은 꼬리원숭이에 주입해 에이즈 치료 항체를 유도했고, 이로써 백신으로 개발될 수 있는 가능성을 규명했다.

한병우 교수는 “이 연구는 변이체가 광범위하고 다양해 효과적인 치료법 개발이 힘든 인간면역결핍바이러스 백신 연구에 직접 적용될 수 있을 것으로 기대한다”고 연구 의의를 설명하며, “향후 이 원리를 적용해서 변종이 심해 치료법 개발이 힘든 독감 바이러스, 에볼라 바이러스, C형 간염 바이러스 단백질에 대해서도 연구할 계획”이라고 후속 연구계획을 밝혔다.

이번 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 글로벌프론티어사업과 기초연구사업(선도연구센터)의 지원으로 수행됐다.

국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 5월 30일 논문명 ‘Structure and immunogenecity of a stabilized HIV-1 envelope trimer based on a group M consensus sequence’, 한병우 교수(교신저자/서울대학교), 이안 윌슨 교수(교신저자/미국 스크립스연구소), 로히어 샌더스 교수(교신저자/네덜란드 암스테르담대학교), 일야 붕쳐 박사(공동 제1저자/암스테르담대학교), 크윈텐 슬리펜 박사(공동 제1저자/암스테르담대학교) 등으로 게재됐다.

조충연 기자 dw@doctorw.co.kr

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