감초의 재발견…'미니 장'으로 찾은 염증성 장질환 치료 열쇠

일본 연구진이 감초의 천연 성분 '글리시리진'이 염증성 장질환(IBD)으로 손상된 장 상피세포를 보호하는 새로운 기전을 규명하고 동물실험에서 효과를 확인했다.

일본 도쿄대학교와 치바대학교 공동 연구팀은 인간 줄기세포로 만든 장 오가노이드(미니 장)를 이용해 이 같은 사실을 확인했다고 22일 국제학술지 '스템 셀 리포트(Stem Cell Reports)'에 밝혔다.

염증성 장질환은 장에 만성적인 염증이 생기는 질환으로, 현재 종양괴사인자(TNF) 억제제가 주요 치료제로 쓰인다. 하지만 환자의 약 30%는 초기 반응이 없고, 장기 사용 시 효과가 감소하는 한계가 있었다. 특히 손상된 장 상피세포를 직접 보호하는 치료제 개발이 시급한 과제였다.

연구팀은 기존 동물실험이나 암세포주 모델의 한계를 극복하기 위해 인간 유도만능줄기세포(iPSC)로 장 오가노이드를 제작했다. 이 모델은 실제 환자의 장 조직처럼 TNF에 민감하게 반응해 신약 후보물질을 효과적으로 스크리닝할 수 있었다.

연구팀은 약 3500종의 화합물 라이브러리를 스크리닝한 결과, 감초 뿌리에서 추출한 천연물 '글리시리진(glycyrrhizin)'이 TNF로 유도된 장 상피세포의 사멸을 억제하는 것을 발견했다. 글리시리진은 정상 세포에는 영향을 주지 않고, 염증으로 손상되는 상황에서만 특이적으로 세포 보호 효과를 나타냈다.

특히 이번 연구는 글리시리진의 작용 기전을 새롭게 규명했다. 기존 학계에서는 글리시리진이 'HMGB1' 단백질을 억제해 항염증 효과를 낸다고 봤다. 하지만 연구 결과, 글리시리진의 장 세포 보호 효과는 HMGB1 경로와 무관한 것으로 확인됐다.

대신 글리시리진은 세포자살(apoptosis) 신호전달 경로의 핵심 인자인 '카스파제-8(caspase-8)'의 하위 신호를 차단하는 것으로 나타났다. 이를 통해 세포 사멸을 막아 장 상피세포를 보호하는 것이다.

연구팀이 궤양성 대장염을 유도한 쥐 모델에 글리시리진(20mg/kg)을 경구 투여한 결과, 체중 감소와 결장 길이 단축 등 염증 지표가 크게 개선됐다. 또한, 결장 조직에서 세포자살이 유의미하게 감소한 것을 확인해 체내 효능을 입증했다.

연구팀은 이번 연구가 인간 오가노이드 기반의 표현형 스크리닝이 신약 개발의 난제를 해결할 수 있음을 보여준 사례라고 평가했다. 다만 글리시리진이 체내에서 다른 물질로 분해될 수 있어, 장까지 효과적으로 도달하게 하는 약물 전달 시스템 개발이 후속 과제로 남았다.

연구팀은