경기도 연구지원으로 포도나무 줄기에서 인플루엔자 치료 소재 확인

경기도 연구지원으로 포도나무 줄기에서 인플루엔자 치료 소재 확인

○ 경과원 바이오센터, 포도나무 줄기에서 다중표적의 인플루엔자 바이러스 치료 소재 발견

- 바이러스에 의한 사망률 및 체중감소 완화, 폐 염증 감소, 염증으로 인한 면역과잉반응 감소 등을 동물실험을 통해 최초로 규명

○ 국제전문학술지 ‘악타 파마슈티카 시니카 비(Acta Pharmaceutica Sinica B)’에 연구결과 게재

문의(담당부서) : 과학기술과 2022.08.03. 07:01:00

 

경기도 연구지원으로 포도나무 줄기에서 인플루엔자 치료 소재 확인


○ 경과원 바이오센터, 포도나무 줄기에서 다중표적의 인플루엔자 바이러스 치료 소재 발견
 - 바이러스에 의한 사망률 및 체중감소 완화, 폐 염증 감소, 염증으로 인한 면역과잉반응 감소 등을 동물실험을 통해 최초로 규명
○ 국제전문학술지 ‘악타 파마슈티카 시니카 비(Acta Pharmaceutica Sinica B)’에 연구결과 게재


경기도의 연구 지원으로 포도나무 줄기 유래 성분에서 인플루엔자 바이러스 감염 치료 소재가 발견됐다.
경기도는 경기도경제과학진흥원(이하 경과원) 바이오센터 최춘환 박사와 한국한의학연구원 한의기술응용센터 최장기 박사 연구팀이 포도나무 줄기에 포함된 성분인 비티신 B(Vitisin B)의 항바이러스 효능을 확인했다고 3일 밝혔다.
비티신 B(Vitisin B)는 포도류 덩굴식물에서 발견되는 물질로 식물이 상처를 입거나 병원체의 공격을 받을 때 생성되는 항균·항산화 물질이다. 한의학에서는 포도의 과실, 씨앗, 줄기, 잎, 뿌리까지 치료를 위한 소재로 사용해왔고, 특히 줄기의 경우 항염증, 항산화 및 심혈관계 질환 예방 등의 약리 효능이 있는 것으로 학계에 보고된 바 있다.
연구팀은 포도나무 줄기에서 발견된 비티신 B(Vitisin B) 성분을 활용해 ▲바이러스에 의한 사망률 및 체중감소 완화 ▲인플루엔자 바이러스에 의한 폐 염증 감소 ▲오셀타미비르(oseltamivir. 상품명: 타미플루) 내성 인플루엔자에 대한 항바이러스 효능 ▲염증으로 인한 면역 과잉반응 감소 등을 동물실험을 통해 최초로 규명하는 성과를 거뒀다.
포도, 체리 등에 많이 들어있는 레스베라트롤 계열 화합물들은 심혈관질환과 인지능력 개선 기능성 등 다양한 생리활성이 보고돼 왔으며 레스베라트롤 계열 화합물인 비티신 B(Vitisin B)가 인플루엔자 바이러스의 예방과 치료에 폭넓게 사용될 수 있을 것으로 도는 기대하고 있다.
비티신 B(Vitisin B)와 관련된 연구성과는 국제전문학술지인 ‘악타 파마슈티카 시니카 비(Acta Pharmaceutica Sinica B)’에 7월 게재됐다.
최혜민 도 과학기술과장은 “경기도는 메르스에서 코로나19에 이르는 다양한 바이러스 질환들이 우리의 건강을 위협하는 중에도 ‘국내외 천연물 및 합성물 소재개발 사업’ 등 연구개발(R&D) 투자를 통해 항바이러스 소재를 지속적으로 개발해왔다”며 “앞으로도 다양한 질환의 개선과 치료를 위한 소재 개발에 최선을 다할 것”이라고 말했다.
‘포도 줄기 유래 성분을 이용한 인플루엔자 바이러스 치료소재’와 관련된 자세한 사항은 경과원 바이오센터 천연물연구팀(031-888-6131)으로 문의하면 된다.
한편 경기도는 바이오 신소재 개발을 위해 매년 13억 원의 예산을 지원하고 있으며, 경과원 바이오센터는 2007년부터 도내 바이오·제약기업 육성 지원을 실시해 지금까지 도내 120여 개의 바이오·제약기업에 연구 인프라와 기술을 지원했다.
참고
포도나무 줄기 천연물 소재 연구 개요


1. 연구배경
 - 2009년 4월, H1N1형 신종 인플루엔자 바이러스에 팬더믹 발생
 - 2010년 241개 국가에서 18,097명의 사망자 발생
 - 국내, 2003년, 2006년, 2008년, 2011년, 2014년, 2016년, 2017년 H5형 고병원성 조류 인플루엔자가 발생하여 경제적 손실 초래
 - 현재 인플루엔자 항바이러스제는 M2 및 NA 저해제로 나뉨
 - 최근 이 두 가지 항바이러스제제에 대해 내성을 나타내는 인플루엔자 종(strain)들이 발견

2. 연구결과
 - 포도나무 줄기 유래 주요성분인 비티신 B (vitisin B)가 인플루엔자 바이러스를 억제시킴
 - 비티신 B가 감염시킨 생쥐에서 사망률 및 체중감소 완화, 폐에서 바이러스 유전자 및 단백질을 현저하게 감소


실험 결과 식염수만 투여한 대조군은 인플루엔자 바이러스 감염 후 몸무게 감소 등의 감염증상을 보이며 8일 후에 모두 사망하였으나, 비티신 B를 투여한 실험군에서는 대조군에 비해 약 20% 정도의 몸무게 회복 및 60%의 생존율 증가를 확인하였다. 또한 바이러스 감염 후에 폐 조직에서의 인플루엔자 바이러스 유전자 및 단백질도 비티신 B투여에 의해 현저히 감소되는 것으로 확인되었다.
 - 이차적으로, 비티신 B가 인플루엔자 바이러스를 감염시킨 생쥐의 폐에서 면역 과잉 반응을 억제
 - 염증성 사이토카인의 발현을 현저하게 감소시켜 사망률 감소


실험 결과 인플루엔자 바이러스 감염 후 식염수만 투여한 대조군은 생쥐의 폐에서 염증수치가  증가되었으나, 비티신B를 투여한 실험군에서는 대조군에 비해 염증성 지표가 감소됨을 확인 하였다. 또한 바이러스 감염 후에 유발되는 혈청 내 염증성 사이토카인 TNF-α, IL-6를 각각 대조군 대비 14%, 11% 정도 감소됨을 확인하였다. 
 - 비티신 B가 oseltamivir(상품명:타미플루) 내성 인플루엔자에도 항바이러스 효능을 나타냄


비티신 B의 타미플루 내성 인플루엔자 바이러스에 대한 NA 억제 효력은 IC50=12.9μM이며 바이러스 감염 시 세포 생존율의 EC50=18.1μM이다. 하지만 임상에서 사용 중인 oseltamivir (상품명:타미플루)는 내성 바이러스에 전혀 효력이 나타나지 않았음. 
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실험결과 인플루엔자 바이러스 감염에 의해 증가한 활성산소 (과산화수소, 초과산화물 및 미토콘드리아활성산소)는 비티신 B에 의해 바이러스 감염군 보다 각각49%, 32%와 16% 정도 감소됨을 확인하였다. 또한 과산화수소를 물과 산소로 분해하는 효소인 카탈레이스 효소의 활성을 확인한 결과 바이러스 감염 의해 50% 정도 억제된 효소활성을 비티신 B에 의해 46% 증가됨을 확인하였다.    
비티신 B가 인플루엔자 바이러스 감염 시 감소되는 항산화 단백질인 Nrf-2의 발현 증가 확인 

실험결과 인플루엔자 바이러스 감염에 의해 감소한 항산화 단백질인 Nrf2의 발현이 비티신B에 의해 증가됨을 확인하였다. 포도당-6-인산탈수소효소는 환원형 글루타티온을 통하여 산화적 스트레스로부터 세포를 보호하는 역할을 한다. 바이러스 감염 시 포도당-6-인산탈수소효소의 발현이 감소되지만 비티신B에 의해 증가됨을 확인하였다. 추가적으로 글루타티온/글루타티온 이황화물의 비율을 확인한 결과 대조군에 비해 바이러스 감염군에서 32% 정도 감소하지만 비티신비 처리에 의해 25% 정도 증가됨을 확인하였다.