베타카로틴의 통풍성 관절염 개선 효능 확인

약학과 이주영 교수가 교신저자로 발표한 논문 「Direct binding to NLRP3 pyrin domain is a novel strategy to prevent NLRP3‐driven inflammation and gouty arthritis」가 관절염 및 류마티스 분야 저명 학술지 「Arthritis & Rheumatology」 (JCR 분야 9.6%, IF 9.002)에 발표 됐다. 또한 해당 논문은 학술지 「Nature Reviews Rheumatology」의 ‘Research Highlight’(우수 논문 소개 섹션)으로 소개되고 한국연구재단 홈페이지 ‘홍보광장’에 “프로비타민 A, 통풍을 다스릴 수 있을까”라는 제목으로 게시되는 등 연구 성과를 주목 받고 있다.

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[Nature Reviews Rheumatology - Research Highlight 소개 내용]

NLRP3 인플라마좀은 염증성 관절염, 특히 통풍의 발병에 중요한 역할을 한다. 통풍 치료를 위한 수단으로서 NLRP3 인플라마좀을 표적화하기 위한 몇몇 접근법이 현재 연구되고 있으며, 대부분은 NLRP3의 NACHT 도메인을 표적화 한다. Arthritis & Rheumatology에 보고된 NLRP3의 pyrin 도메인을 표적으로 하는 새로운 연구는 β-카로틴이 통풍에 대한 미래의 치료법으로서 잠재력을 가질 수 있다고 제안한다. 

“식물 유래 프로비타민 A인 β-카로틴의 항산화 활성이 널리 보고되었지만, 본 연구는 β-카로틴이 통풍성 관절염과 같은 NLRP3 관련 염증질환을 예방할 수 있는 방법에 대한 새로운 분자적 기전을 규명한 첫 번째 보고이다.”라고 교신저자인 이주영 교수는 밝혔다. 

연구자들은 우선 NLRP3의 pyrin 도메인에 대한 유망한 결합 후보로서 β-카로틴을 설정하는 것에서부터 시작했다. “우리는 약 62,800 개의 화합물을 사용한 분자 도킹 모델링 스크리닝을 실행하고 NLRP3 인플라마좀 억제제로 β-카로틴을 선택한 후 표면 플라즈몬 공명 분석 및 NLRP3 돌연변이 실험을 사용하여 β-카로틴과 NLRP3의 pyrin 도메인 사이의 직접적인 결합을 확인했다”고 이 교수는 말했다. 

통풍성관절염 마우스 모델에서 요산 결정을 무릎관절 또는 발바닥에 주사하기 전에 β-카로틴을 경구 투여하면 질병의 중증도를 감소시키고 IL-1β 및 caspase-1(NLRP3 인플라마좀의 생성물)의 생성을 방지 하였다. 또한, 통풍 환자의 활액세포에 β-카로틴을 투여하면 용량 의존적으로 IL-1β의 분비가 감소되었다.

이 교수는 “이번 발견은 통풍에 대한 효능에서 볼 수 있듯이, β-카로틴의 NLRP3 인플라마좀과 관련된 만성 염증질환을 예방 및 치료할 수 있는 약물학적 적용 가능성을 제시하였다” 고 결론 내렸다.