AAV9-Pcsk5 유전자 치료제, 전임상 연구서 심근경색 후 심장 회복 가능성 입증

2026년 7월 28일 —

푸단대학교 연구진은 AAV9 기반의 Pcsk5 유전자 치료제가 혈관 생성을 촉진하고 심장 기능을 개선함으로써 심근경색(심장마비) 후 심장 회복을 도울 수 있음을 시사하는 전임상 데이터를 발표했습니다.

네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 게재된 이번 연구는 궈제위(Jieyu Guo) 박사 연구팀이 주도했습니다. 연구팀은 단백질 분해효소(proprotein convertase subtilisin/kexin 5)를 암호화하는 마우스 유전자인 Pcsk5를 전달했을 때 심근경색 후 회복이 개선되는지 조사했습니다.

심근경색은 조직 손상과 흉터 형성으로 인해 영구적인 심근 기능 상실을 일으키는 경우가 많습니다. 심근경색에서 생존한 환자는 심부전, 신부전, 뇌졸중의 위험이 여전히 높아 조직 회복을 돕고 심장 기능을 보존할 수 있는 치료법 개발이 절실한 상황입니다.

연구진은 먼저 환자 데이터를 분석하여 심근경색 후 PCSK5 수치가 상승한 것을 확인했습니다. 심장 질환 발생 6개월 후 PCSK5 발현량이 높을수록 심장 기능이 향상된 것으로 나타나, 이 단백질이 심장 회복에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사했습니다.

이 가설을 검증하기 위해 연구팀은 아데노 관련 바이러스 혈청형 9(AAV9)를 사용하여 심근경색 마우스 모델의 심장 조직에 Pcsk5를 전달했습니다. 대조군 동물과 비교했을 때, AAV-Pcsk5를 투여받은 마우스는 손상 28일 후 수축기 기능이 개선되었고 경색 부위 크기가 줄어들었습니다.

작용기전 연구에 따르면 Pcsk5는 혈관 신생(혈관 형성)을 촉진함으로써 회복을 돕는 것으로 나타났습니다. 유전자 발현 분석 결과, AAV-Pcsk5 치료를 받은 마우스의 세포에서 VEGFA를 포함한 혈관 신생 관련 유전자의 활성이 증가했습니다. 또한 치료받은 동물에서 모세혈관 및 소동맥 밀도가 증가한 반면, Pcsk5 노크아웃(유전자 결손) 마우스에서는 혈관 형성이 감소한 것이 관찰되었습니다.

연구팀은 대사 질환 치료제로 잘 알려진 GLP-1 수용체 작용제 세마글루타이드(semaglutide)가 Pcsk5 경로를 강화할 수 있는지도 탐구했습니다. GLP-1 신호전달이 ERK 경로를 활성화할 수 있고, Pcsk5가 ERK 신호전달을 통해 조절된다는 점에 착안하여 연구진은 세마글루타이드를 보완적 치료 전략으로 시험했습니다.

인체 세포를 이용한 세포 내(in vitro) 연구에서 세마글루타이드는 PCSK5 발현과 혈관 신생 관련 유전자를 증가시켰습니다. 마우스 심근경색 모델에서도 세마글루타이드는 모세혈관과 소동맥 성장을 촉진하고 경색 크기를 줄였으며 수축기 기능을 향상시켰습니다. 이러한 이점은 Pcsk5 노크아웃 마우스에서는 사라졌는데, 이는 Pcsk5가 세마글루타이드의 심장 보호 효과에 기여할 수 있음을 시사합니다.

이러한 발견은 PCSK5를 허혈성 심혈관 질환의 잠재적 치료 표적으로 지목하며, AAV 매개 Pcsk5 전달이 단독으로 사용되거나 GLP-1 기반 치료와 병용되어 심근경색 후 심장 회복을 지원할 수 있음을 보여줍니다.

하지만 이번 연구는 전임상 단계에 머물러 있으며 몇 가지 중요한 한계점을 지니고 있습니다. 실험이 수컷 마우스만을 대상으로 진행되어 암컷 모델에서의 유효성에 대한 의문이 남아 있습니다. 또한 장기적인 안전성 및 효과 지속성에 대한 연구가 추가로 필요합니다.

특히 다른 임상 분야에서 전신 또는 심장 표적 AAV9 접근법이 안전성 우려를 제기한 바 있으므로, 인체 적용을 위해서는 신중한 평가가 요구됩니다. 임상 시험을 진행하기 전에 최적의 환자군, 투여량, 전달 전략 및 안전성 프로파일을 확립하기 위한 추가 연구가 선행되어야 합니다.

아직 공개된 임상 시험 계획은 없으나, 이번 연구는 심장 대상 AAV 유전자 치료와 유전자 의약품을 기존 심대사 경로와 결합하여 심장 손상 후 경과를 개선하려는 병용 치료법에 대한 관심을 한층 높이고 있습니다.