DDR1 저해제의 구조-활성 상관관계(SAR) 최적화를 통한 선도 화합물 `AC-4067`의 개발 과정

건국대학교 조쌍구 교수(첨단바이오공학부) 연구팀이 줄기세포의 노화를 지연시키고 조직 재생 능력을 향상시킬 수 있는 신규 DDR1 표적 화합물을 개발했다. 이번 연구는 동국대학교 약학대학 이경 교수 연구팀과 미국 코넬대학교 의과대학(Weill Cornell Medicine) 연구진이 참여한 국제 공동연구로, 연구 결과는 약리학·약학 분야 상위 5.3% 이내의 국제 학술지 ‘Biomedicine & Pharmacotherapy’에 게재됐다.

DDR1(Discoidin Domain Receptor 1)은 세포 신호 전달과 조직 재생, 세포 노화 조절에 관여하는 단백질로, 최근 재생의학 및 항노화 연구에서 중요한 표적으로 주목받고 있다. 다만 해당 단백질을 선택적으로 조절할 수 있는 저분자 화합물은 제한적인 상황으로, 새로운 작용 기전을 기반으로 한 후보 물질 개발의 필요성이 제기돼 왔다.

연구팀은 컴퓨팅 기반 분자 설계(CADD) 기법을 활용해 DDR1을 선택적으로 억제하는 신규 화합물 ‘AC-4067’을 발굴했다. 연구팀은 구조 기반 가상 스크리닝과 분자동역학 시뮬레이션 및 자유에너지 계산 등을 통해 DDR1의 결합 구조를 정밀하게 분석하고, 구조-활성 상관관계(SAR) 최적화를 거쳐 후보 물질을 도출했다.

개발된 AC-4067은 DDR1에 대해 IC₅₀ 30.9 nM 수준의 높은 저해 활성을 보였으며, 유사 단백질인 DDR2 대비 약 18배의 선택성을 나타냈다. 해당 화합물을 제대유래 중간엽 줄기세포(WJ-MSC)에 적용한 결과, 세포 증식과 이동 능력이 증가하고 상처 치유 능력도 유의하게 향상되는 효과가 확인됐다.

또한 신규 개발 물질에서는 세포 노화 지표인 SA-β-gal 활성 감소와 DNA 손상 지표(γ-H2AX) 감소가 함께 나타나, 줄기세포의 복제 노화를 억제하고 기능적 상태를 보다 젊게 유지하는 데 기여하는 것으로 확인됐다. 이는 DDR1 억제가 줄기세포의 재생 능력을 유지·강화할 수 있음을 보여주는 결과다.

연구팀은 이번 연구는 DDR1 표적 저해제를 통해 줄기세포 노화를 억제하고 조직 재생 기능을 향상시킬 수 있음을 입증한 것이라며, AI 기반 신약 설계와 줄기세포 재생의학을 결합한 역노화 치료 전략 개발에 중요한 기초 자료가 될 것으로 기대한다고 밝혔다.

이번 연구에는 건국대 조쌍구 교수와 동국대 이경 교수가 공동 교신저자로 참여했으며, 건국대 아메드 모르시(Ahmed Morsy Abdal Dayem) 교수와 미국 코넬대 호쌈 나다(Hossam Nada) 박사가 공동 제1저자로 참여했다.