상지대학교 제약바이오학과 나정현 교수팀이 세계 최초로 우리나라 연안에 서식하는 까치상어를 이용한 유용 바이오메디컬 소재 발굴 기술을 개발했다. 고려대학교 의과대학 정상택 교수, 오송첨단의료산업진흥재단 이원규 박사 연구팀과 공동연구를 통해 개발한 것으로, 수의과학 분야 상위 4.14%에 해당하는 국제학술지인 어패류면역학회지에 게재됐다.

논문 교신저자는 상지대 나경현 교수와 고려대 정상택 교수이며, 제1 저자는 상지대 제약바이오학과 석사과정 김우성·채희도 학생과 고려대 의과대학 정인지 학생, 오송첨단의료산업진흥재단 이원규 박사이다.

낙타, 연골어류 등에서 발굴되는 단일 도메인 항체는 크기가 작고, 물리·화학적 안정성이 우수하며, 기능개선을 위한 엔지니어링이 용이하다. 또한, 인간이 아닌 이종 유래임에도 낮은 면역원성을 갖는 등 치료와 진단 목적의 바이오메디컬 소재로서 장점을 지닌 혁신항체 플랫폼이다.

단일 도메인 항체를 연골어류인 상어에서 발굴하기 위해 전 세계적으로 활용되는 동물모델은 간호사상어와 흰점얼룩상어로, 우리나라 연안에서는 확보가 불가능한 어종이다. 나정현 교수 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 국내 연안에 서식하는 까치상어를 활용해 단일 도메인 항체를 발굴할 수 있는 새로운 방법론을 제시했다.

먼저 까치상어에 야생형 코로나19 바이러스의 재조합 RBD(코로나19 바이러스 중화항체의 주요한 표적 단백질)를 접종한 뒤 까치상어의 면역세포 유전자를 활용해 단일 도메인 항체 라이브러리를 구축했다.

이어 라이브러리를 활용한 바이오패닝(항체 라이브러리 내에서 특정 항원에 결합하는 항체를 선별하는 연구방법)을 통해 야생형 코로나19 바이러스뿐만 아니라 코로나19 변이체 바이러스에도 중화효능을 갖는 단일 도매일 항체를 선별할 수 있었다. 단일 도메인 항체의 면역원성을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 분석한 결과 현재 유방암 항체치료제로 임상에 적용되고 있는 허셉틴보다 면역원성이 매우 낮음을 확인할 수 있었다고 연구팀은 밝혔다.

이번 연구를 통해 우리나라 연안에 서식하는 까치상어가 최근 항체의약품 분야에서 주목받고 있는 단일 도메인 항체를 발굴할 수 있는 새로운 동물모델임을 입증할 수 있었고, 이는 나고야의정서에 의거해 까치상어 유래 유용 바이오메디컬 소재 유전자원 주권을 우리나라가 확보하는 데 도움이 될 것으로 전망된다.

제약바이오학과 나정현 교수는 “우리나라 연안에는 까치상어뿐만 아니라 다양한 종류의 연골어류가 서식하고 있어 우리나라 고유의 연골어류를 활용해 신규 바이오메디컬 소재를 개발하는 방법론을 확보하기 위해 노력하겠다”라고 밝혔다.