효과는 보톡스와 같지만, 매우 작으면서도(보톡스의 0.001 크기) 먹거나 만져도 인체에 전혀 해롭지 않은 안전한 보톡스 유사물질이 국내 연구진의 주도로 개발되었다.

권대혁 교수(성균관대)가 주도하고 신연균 교수(미국 아이오와주립대)와 윤태영 교수(카이스트)가 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단이 추진하는 일반연구자지원사업 (기본연구)의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 세계적으로 권위 있는 과학 전문지인 ‘미국립과학원회보(PNAS)’ 온라인 속보(12월 7일자)에 게재되었다.

보톡스는 미생물(클로스트리디움 보툴리눔)이 만드는 신경독으로, 현재까지 알려진 가장 강력한 독(毒) 중 하나이다.

미국의 한 회사(앨러갠)는 이 독을 약으로 활용하는 기술을 개발하여 상품화하였는데, 그것이 바로 보톡스이다.

주름 제거 효과가 뛰어나 미용 제품으로 알려져 있는 보톡스는 실제로 사시, 눈 주변 근육 경련 및 목 근육 장애 등의 치료제로 FDA(미국 식품의약국)의 승인을 받았고, 최근에는 편두통 치료에도 효과적인 것으로 확인되었다.

이 외에도 보톡스는 사각턱, 요실금, 탈모, 통증 등 다양한 질병을 치료하는데 사용되어, 현재 16억 달러에 달할 것으로 추정되는 보톡스 시장이 향후 기하급수적으로 확대될 전망이다.

권대혁 교수 연구팀은 보톡스를 대체할 저분자 화합물(미리세틴, 델피니딘, 시아니딘) 개발에 성공하였다.

보톡스는 뉴런 말단의 단백질 복합체(스네어, SNARE)만을 절단하는 단백질 분해효소로, 뉴런의 스네어가 절단되면 신경전달물질을 담고 있는 주머니가 세포막과 막융합(membrane fusion)을 이루지 못한다.

스네어는 원래 막융합을 이루는데 필수적인 힘을 제공하는 것으로 알려져 있는데, 이 단백질이 절단되면 그 힘을 만들어내지 못한다. 즉, 스네어가 절단되면 신경전달물질이 밖으로 방출되지 못하고, 결과적으로 신경의 지배를 받는 근육도 수축되지 못한다. 근육이 이완된 상태에서 마비되는 것이 바로 보톡스의 주름 제거 원리이다.

권 교수팀은 스네어가 막융합을 이루는 과정을 연구하면서, 몇 가지 저분자 화합물이 스네어의 형성을 저해한다는 사실을 발견하였다.

보톡스가 스네어를 절단하여 신경전달을 중지시키는 것과 달리, 연구팀은 일부 저분자 화합물이 스네어 내부로 들어가 그 기능을 저해한다는 새로운 사실을 규명한 것이다.

이번 연구결과로 보톡스 화장품과 보톡스를 이용한 정신질환 치료제를 개발할 수 있는 가능성을 열었다.

보톡스는 각종 질병을 효과적으로 치료할 수 있지만, 복용하거나 제대로 사용하지 못하면 생명을 위협할 만큼 매우 위험하다. 또한 크기가 상당히 커서 정신질환 치료제로는 적합하지 못하다.

그러나 이번 연구를 통해 개발된 저분자 화합물은 복용하거나 만져도 안전한 식물(녹차 등)의 폴리페놀 성분에서 찾아냈다. 또한 보톡스의 1/1000 크기로 기존의 보톡스를 대체할 수 있을 뿐만 아니라 정신질환 치료제로도 활용될 수 있다.

권대혁 교수는 “이번에 개발한 새로운 물질은 보톡스의 효능은 그대로 갖춘 반면에, 매우 작은 크기에 먹거나 만져도 인체에 전혀 해롭지 않은 안전한 물질이다. 이 물질을 이용하면, 주름제거용 화장품이나 다한증 치료제 등을 2, 3년 내에 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

다만 간질 등 정신질환 치료제 개발에 적용하기 위해서는 앞으로 상당한 시간이 필요할 것으로 예상된다”고 밝혔다.