원광대-가천대-동국대 연구팀 ‘Journal of Advanced Research’ 논문 게재
DB 종합분석·다계층 네트워크 분석으로 예측력 극대화…동물‧세포실험으로 작용 확인

한약의 복잡한 기전을 규명하기 위해 다계층 네트워크 접근과 가중화된 패스카운트 기법으로 예측 정확도를 올리는 분석방식이 소개됐다.

원광대학교 한의과대학 (학장 김성철) 이원융 교수팀은 한약의 복합 성분과 작용 기전을 네트워크 분석으로 체계적으로 규명하고, 세포·동물 모델에서 치료효과를 확인한 연구를 수행하였다고 지난 30일 밝혔다. 이번 연구는 가천대, 동국대 한의과대학과 공동으로 진행하였으며, 국제학술지 저널인 ‘Journal of Advanced Research’에 선공개되었다. 

한약의 작용은 복합 성분이 다양한 인체표적에 작용하는 특성을 가지고 있다. 이러한 기전 규명의 어려움을 해결하기 위해 연구진은 ▲TCMSP ▲BATMAN-TCM ▲TCM-Mesh ▲SymMap ▲HERB 등 주요 네트워크 약리학 데이터베이스(DB)를 활용·통합해 한약 성분과 표적 정보를 분석하였고, DB마다 중복·누락·예측정보의 품질이 달라 일관성이 떨어지는 문제가 있음을 확인했다. 이를 극복하기 위해 연구팀은 DB 간 통계지표를 근거로 어떤 DB 및 분석 조합이 가장 높은 신뢰도를 보이는지를 비교·평가했다. 그런 뒤 한약-성분-표적 경로(Path count)에 ‘가중치’를 부여(downweighting)하거나, 다계층 네트워크(multiscale interactome) 분석기법을 적용해 기존보다 향상된 예측 정확도를 달성했다.

특히, 네트워크 약리학 예측결과를 실제 실험으로 검증했다. 연구진은 본 연구에서 밝힌 최적화된 조건을 통해 한약 특정 성분들의 핵심 타깃과 작용기전을 예측한 뒤, 전립선암을 예시로 세포실험과 동물모델에서의 약리학적 효능을 확인했다. 그 결과, 예측된 한약이 세포 생존 억제·세포사멸 유도·신호전달 조절 등을 통해 치료효과를 발휘하는 것으로 나타났다.

연구진은 “이번 실험적 검증을 통해, 한약 기전의 복잡성을 분석할 수 있는 최적화된 네트워크 약리학 분석방식을 발굴했다”며 “특히 다계층 네트워크 접근과 가중화된 패스카운트 기법을 통해 불필요한 오류를 줄이고, 핵심기전을 규명할 수 있었다”고 강조했다.

이 연구는 한약-합성의약품 병용 투여 시 발생할 수 있는 상호작용을 본격적으로 규명하기 위한 과정과도 이어진다. 연구진은 앞서 한약과 양약의 동시 복용 시 나타날 다양한 부작용·상호작용을 추적하기 위해서는, 한약 속 수많은 성분의 기전을 정확히 이해하는 것이 필수적인 선행요건이다. 이번 연구로 한약의 다중 타깃성·복합 기전을 세밀하게 분석할 수 있는 틀이 마련됨에 따라, 향후 한약-합성의약품 상호작용 연구에도 기여할 것으로 예상된다.

본 연구의 주저자인 이원융 교수는 “한의학을 주제로 한 연구로 우수한 국제학술지에 출판할 수 있는 기회를 얻게 되어 기쁘다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 기초연구실지원사업 (AI-BIO 한약-합성의약품 상호작용 연구실)과 보건복지부 한의약혁신기술개발사업 약물상호작용분야 (항우울제 및 항치매제와 한약제제의 약물상호작용 평가를 통한 안전성 확인 및 병용투여 지침개발 연구) 지원을 받아 수행되었다.

출처 : 민족의학신문

[게시글 작성자 : 한의예과 예과장 임정태 교수]