한국해양과학기술원(원장 이희승, 이하 KIOST)은 동아대학교 의과대학 윤진호 교수 연구팀과 함께 초파리 모델을 활용한 신장질환 연구를 통해 ‘당뇨병성 신장질환’의 발생에 미토파지(mitophagy)(*) 활성의 저하가 중요한 원인임을 규명하고, 해양 생물에서 발굴한 새로운 미토파지 촉진 물질을 사용하여 치료 효과를 검증하는 데 성공하였다. 관련 연구 결과는 세계적 권위의 학술지 ‘Experimental & Molecular Medicine(실험 및 분자의학)’에 온라인 게재(**)되었다.

* 손상됐거나 불필요한 미토콘드리아를 선택적으로 제거하는 기전으로, 최근 다양한 질병의 발생과 밀접히 연관되어 있음이 밝혀지면서 새로운 치료 전략으로 주목받고 있음

▲(왼쪽부터)윤진호 교수, 이희승 박사, 이강민 연구교수,

    김지훈 석사과정생, 정혜림 석사과정생
 

** 논문명: Exploring mitophagy levels in Drosophila Malpighian tubules unveils the pivotal role of mitophagy in kidney function and diabetic kidney disease.; 초파리 신장모델 분석을 통한 미토파지의 신장기능 및 당뇨병콩팥병에서의 필수적 역할 규명 / KIOST 이희승, 이연주, 이지훈, 동아대학교 의과대학 윤진호 교수 등, Experimental & Molecular Medicine, 2025.10.23.

이희승, 이지훈, 이연주 박사 등 KIOST 연구진은 새로운 미토파지 촉진 물질의 발굴을 위해 열대 태평양 지역에 위치한 KIOST 해외연구거점인 ‘태평양해양과학기지’ 주변 해역에서 다양한 해양생물자원을 확보·분석했다. 결과적으로 열대해면에서 브롬화페놀계열 해양천연물(3,5-디브로모-2-(2‘,4’-디브로모페녹시)-페놀 (PDE701))이 발굴되었고, 생리활성 평가를 위해 윤진호 교수 연구팀에게 제공했다.

이에, 윤진호 교수 연구팀은 자체 개발한 초파리 미토파지 모델을 분석하여 신장기능 유지에 미토파지 활성이 필수적이라는 것을 확인하고, 특히 당뇨병성 신장질환 모델에서 신장 분비 저하나 신장의 형태적 이상이 나타나기 이전에 이미 미토파지 활성이 감소한다는 사실을 규명함으로써, 미토파지 활성 저하가 당뇨병성 신장질환 발생에 원인적 요인임을 입증하였다.

또한, 연구팀은 새롭게 개발한 미토파지 촉진 물질 PDE701을 투여하여 당뇨병성 신장질환 모델의 미토파지 활성을 회복시키고, 손상된 미토콘드리아 기능을 복구할 수 있음을 확인했다. 뿐만 아니라, 손상된 신장기능도 회복시키고 수명을 연장시킴을 규명하였으며, 향후 미토파지 기반 신장질환치료제로 실용화하기 위한 후속 연구도 진행될 예정이다.

한편, KIOST는 지난 2000년 세계 최고의 생물다양성을 보유한 열대 태평양에 '태평양해양과학기지'를 개소하였다. 개소 이후 기지는 해양생물 자원 활용을 위한 소재생물 확보 및 생물다양성 연구, 해양생태 환경연구, 태평양 열대해양생물 자원 탐색 등의 연구를 수행중이다. 특히 유용 생물자원을 안정적으로 확보하고 이를 이용하여 해양바이오소재를 개발해 상용화로 이어질 수 있는 기반을 마련하였다.

KIOST는 앞으로도 기관이 보유한 인프라를 통해 확보한 해양생물자원을 적극적으로 활용하여 우수한 대학·기관들과 공동연구를 강화하고, 나아가 해양바이오산업 육성에 기여할 수 있도록 연구역량을 강화해 나가겠다고 밝혔다.

▲그림】 PDE701 분리에 사용된 해면과 화학구조