한약 복합 성분 기전, 네트워크 분석으로 규명하다

[한의신문] 원광대학교 한의과대학 이원융 교수 연구팀이 한약의 복합 성분과 작용 기전을 네트워크 분석으로 체계적으로 규명한 연구 결과를 국제 저명학술지 Journal of Advanced Research(IF:11.4)에 게재했다. 이번 연구는 가천대, 동국대 한의과대학과 공동으로 진행됐으며, 동물과 세포 모델에서 치료 효과를 입증해 주목받고 있다.

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

여러 DB 통합·조건 최적화…“한약 복합기전 예측력 끌어올려”

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.

치료효과 예측에 그치지 않고, 동물·세포실험으로 검증까지

이 연구가 특히 주목받는 이유는 네트워크 약리학 예측결과를 실제 실험으로 검증했다는 점이다. 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.

한약과 합성의약품 간 상호작용 연구의 기반 마련

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 크게 기여할 것으로 기대된다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 기초연구실지원사업의 지원을 받아 수행됐다.