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배재성·진희경 교수팀, ‘근감소증·암 악액질 동시 개선’ 신약 후보물질 개발
- 등록일
- 2026-04-13 14:09
- 작성자
- 관리자
- 조회수
- 390
- 게시기간
- 2026-04-13 ~ 2031-04-30
경북대 연구진이 뇌 시상하부를 활성화해 식욕 부진을 개선하고 근육 소실을 효과적으로 억제하는 차세대 신약 후보물질을 개발했다. 특히 기존 치료제보다 적은 용량에서도 암 환자에게 나타나는 ‘암 악액질’ 관련 증상 개선 가능성을 확인했다.
의학과 배재성 교수와 수의학과 진희경 교수팀은 식욕 조절 호르몬인 그렐린(ghrelin)의 수용체(GHSR-1a)를 표적으로 하는 새로운 저분자 화합물인 ‘KARI 101’과 ‘KARI 201’을 개발하고, 효능을 입증했다고 밝혔다.
근감소증과 암 악액질은 노인이나 암 환자에게서 흔히 나타나는 질환으로, 식욕이 떨어지고 근육이 지속적으로 빠지면서 신체 기능과 생존율을 낮추는 치명적인 원인이 된다. 하지만 기존 치료제는 주로 식욕을 돋우는 데만 치중해 근육을 직접 보존하거나 기능을 회복시키는 데는 한계가 있었다.
연구팀이 개발한 KARI 화합물은 경구 투여 시 높은 생체이용률을 보이고, 특히 기존 치료제 대비 뇌 장벽 투과 효율이 높아 중추신경계로의 전달 능력이 뛰어난 것이 특징이다.
동물 실험 결과, KARI 화합물은 뇌 시상하부의 식욕 조절 신경을 활성화해 음식 섭취를 증가시키고 위 배출과 장 운동을 촉진하는 효과를 보였다. 특히 기존 치료제보다 낮은 용량에서도 이러한 효과가 나타나, 약물 효율성이 확인됐다.
노화 동물 모델과 암 악액질 동물 모델에서는 KARI 화합물이 골격근 감소를 억제하고 근육량을 회복시키는 경향을 보였다. 이와 함께 근위축 관련 유전자 발현을 감소시키고 근육 생성 신호 경로의 활성화가 관찰됐으며, 실제로 운동 능력 평가에서도 유의한 향상이 확인됐다.
더불어 종양(암 세포) 성장에는 영향을 미치지 않아 암 환자 적용 가능성 측면에서도 긍정적인 결과로 해석된다고 연구팀은 설명했다.
배재성 교수는 “이번 연구는 식욕 조절과 근육 대사를 동시에 조절할 수 있는 새로운 치료 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다. 특히 근감소증과 암 악액질에서 삶의 질 개선 가능성을 보여준 만큼, 향후 치료제로의 발전 가능성을 기대하고 있다.”라며, “연구팀은 향후 약물 구조 최적화와 장기 안전성 평가, 임상 적용 가능성 검증 등을 통해 실제 치료제 개발로 이어갈 계획이다.”라고 밝혔다.
연구 결과는 근감소증과 암 악액질 분야의 권위 있는 국제 학술지인 ‘악액질, 근감소증 및 근육 저널(Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle)’ 4월호에 게재됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부, 산업통상부, 보건복지부가 공동 지원하는 국가신약개발사업단(KDDF)의 지원으로 수행됐다.
*Title of original paper: KARIs, Ghrelin Receptor Agonists With Excellent Brain Permeability, Increase Food Intake and Attenuate the Muscle Loss in Mice
*Abstract
-Background
Ghrelin regulates appetite, gastrointestinal motility and growth hormone (GH) secretion through activation of the growth hormone secretagogue receptor (GHSR-1a) in hypothalamic neurons, with downstream effects on adipose tissue and skeletal muscle. Although ghrelin and synthetic GHSR-1a agonists have been investigated for the treatment of anorexia, sarcopenia and cancer cachexia, their clinical utility has been limited by unfavourable pharmacokinetics. We recently discovered a novel class of small-molecule compounds, termed KARIs, which act as potent GHSR-1a agonists with excellent brain permeability. Here, we evaluated their efficacy as GHSR-1a agonists in vitro and in vivo.
-Method
GHSR-1a agonistic effects of KARIs were assessed using calcium influx and competitive binding assays in human GHSR-1a-expressing cells, and molecular docking simulations were conducted. Pharmacokinetic properties of KARIs (1 mg/kg i.v, 10 mg/kg p.o) were compared with anamorelin (3 mg/kg i.v., 30 mg/kg p.o.). In vivo efficacy was evaluated in mouse models of postoperative ileus (POI; 10, 20 or 30 mg/kg), age-related sarcopenia (10 mg/kg/day for 4 weeks) and cancer cachexia (10 or 30 mg/kg/day from Days 9 to 24 after CT26 tumour induction).
-Results
KARIs directly interacted with key GHSR-1a residues (Phe279) and increased calcium influx (EC50: KARI 101 = 1.83 ± 1.05 μM; KARI 201 = 3.36 ± 1.09 μM). KARIs showed higher oral bioavailability (BA: KARI 101 = 63%; KARI 201 = 68%) and brain distribution (KARI 101 = 2.2; KARI 201 = 3.7) than anamorelin (BA = 45%, brain distribution = 0.1). KARIs significantly activated hypothalamic neurons (KARI 101 p = 0.029, KARI 201 p = 0.0152), resulting in increased food intake and improved gastric emptying and colonic transit in POI mice. In aged mice, KARIs markedly elevated plasma GH levels and restored gastrocnemius muscle mass (KARI 101 p = 0.0018, KARI 201 p = 0.0006) and improved rota-rod performance (p < 0.0001) by downregulating expression of atrophic genes and upregulating myogenic genes. In cancer cachexia mice, KARIs improved food intake and preserved skeletal muscle mass at lower doses (gastrocnemius, 10 mg/kg; p < 0.0001) than synthetic GHSR - 1a agonist (anamorelin, 30 mg/kg) and enhanced functional recovery (rota-rod test, 10 mg/kg; KARI 101 p = 0.045, KARI 201 p = 0.003) without affecting tumour growth.
-Conclusions
KARIs are potent, brain-penetrant GHSR-1a agonists with favourable pharmacokinetics compared to anamorelin. They enhance appetite, preserve skeletal muscle mass and improve physical performance in models of aging and cancer cachexia, supporting their potential as next-generation therapies for anorexia and muscle wasting.
*Journal: Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle
*Web Link: https://doi.org/10.1002/jcsm.70277
<사진 왼쪽부터 배재성 교수, 진희경 교수>
의학과 배재성 교수와 수의학과 진희경 교수팀은 식욕 조절 호르몬인 그렐린(ghrelin)의 수용체(GHSR-1a)를 표적으로 하는 새로운 저분자 화합물인 ‘KARI 101’과 ‘KARI 201’을 개발하고, 효능을 입증했다고 밝혔다.
근감소증과 암 악액질은 노인이나 암 환자에게서 흔히 나타나는 질환으로, 식욕이 떨어지고 근육이 지속적으로 빠지면서 신체 기능과 생존율을 낮추는 치명적인 원인이 된다. 하지만 기존 치료제는 주로 식욕을 돋우는 데만 치중해 근육을 직접 보존하거나 기능을 회복시키는 데는 한계가 있었다.
연구팀이 개발한 KARI 화합물은 경구 투여 시 높은 생체이용률을 보이고, 특히 기존 치료제 대비 뇌 장벽 투과 효율이 높아 중추신경계로의 전달 능력이 뛰어난 것이 특징이다.
동물 실험 결과, KARI 화합물은 뇌 시상하부의 식욕 조절 신경을 활성화해 음식 섭취를 증가시키고 위 배출과 장 운동을 촉진하는 효과를 보였다. 특히 기존 치료제보다 낮은 용량에서도 이러한 효과가 나타나, 약물 효율성이 확인됐다.
노화 동물 모델과 암 악액질 동물 모델에서는 KARI 화합물이 골격근 감소를 억제하고 근육량을 회복시키는 경향을 보였다. 이와 함께 근위축 관련 유전자 발현을 감소시키고 근육 생성 신호 경로의 활성화가 관찰됐으며, 실제로 운동 능력 평가에서도 유의한 향상이 확인됐다.
더불어 종양(암 세포) 성장에는 영향을 미치지 않아 암 환자 적용 가능성 측면에서도 긍정적인 결과로 해석된다고 연구팀은 설명했다.
배재성 교수는 “이번 연구는 식욕 조절과 근육 대사를 동시에 조절할 수 있는 새로운 치료 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다. 특히 근감소증과 암 악액질에서 삶의 질 개선 가능성을 보여준 만큼, 향후 치료제로의 발전 가능성을 기대하고 있다.”라며, “연구팀은 향후 약물 구조 최적화와 장기 안전성 평가, 임상 적용 가능성 검증 등을 통해 실제 치료제 개발로 이어갈 계획이다.”라고 밝혔다.
연구 결과는 근감소증과 암 악액질 분야의 권위 있는 국제 학술지인 ‘악액질, 근감소증 및 근육 저널(Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle)’ 4월호에 게재됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부, 산업통상부, 보건복지부가 공동 지원하는 국가신약개발사업단(KDDF)의 지원으로 수행됐다.
*Title of original paper: KARIs, Ghrelin Receptor Agonists With Excellent Brain Permeability, Increase Food Intake and Attenuate the Muscle Loss in Mice
*Abstract
-Background
Ghrelin regulates appetite, gastrointestinal motility and growth hormone (GH) secretion through activation of the growth hormone secretagogue receptor (GHSR-1a) in hypothalamic neurons, with downstream effects on adipose tissue and skeletal muscle. Although ghrelin and synthetic GHSR-1a agonists have been investigated for the treatment of anorexia, sarcopenia and cancer cachexia, their clinical utility has been limited by unfavourable pharmacokinetics. We recently discovered a novel class of small-molecule compounds, termed KARIs, which act as potent GHSR-1a agonists with excellent brain permeability. Here, we evaluated their efficacy as GHSR-1a agonists in vitro and in vivo.
-Method
GHSR-1a agonistic effects of KARIs were assessed using calcium influx and competitive binding assays in human GHSR-1a-expressing cells, and molecular docking simulations were conducted. Pharmacokinetic properties of KARIs (1 mg/kg i.v, 10 mg/kg p.o) were compared with anamorelin (3 mg/kg i.v., 30 mg/kg p.o.). In vivo efficacy was evaluated in mouse models of postoperative ileus (POI; 10, 20 or 30 mg/kg), age-related sarcopenia (10 mg/kg/day for 4 weeks) and cancer cachexia (10 or 30 mg/kg/day from Days 9 to 24 after CT26 tumour induction).
-Results
KARIs directly interacted with key GHSR-1a residues (Phe279) and increased calcium influx (EC50: KARI 101 = 1.83 ± 1.05 μM; KARI 201 = 3.36 ± 1.09 μM). KARIs showed higher oral bioavailability (BA: KARI 101 = 63%; KARI 201 = 68%) and brain distribution (KARI 101 = 2.2; KARI 201 = 3.7) than anamorelin (BA = 45%, brain distribution = 0.1). KARIs significantly activated hypothalamic neurons (KARI 101 p = 0.029, KARI 201 p = 0.0152), resulting in increased food intake and improved gastric emptying and colonic transit in POI mice. In aged mice, KARIs markedly elevated plasma GH levels and restored gastrocnemius muscle mass (KARI 101 p = 0.0018, KARI 201 p = 0.0006) and improved rota-rod performance (p < 0.0001) by downregulating expression of atrophic genes and upregulating myogenic genes. In cancer cachexia mice, KARIs improved food intake and preserved skeletal muscle mass at lower doses (gastrocnemius, 10 mg/kg; p < 0.0001) than synthetic GHSR - 1a agonist (anamorelin, 30 mg/kg) and enhanced functional recovery (rota-rod test, 10 mg/kg; KARI 101 p = 0.045, KARI 201 p = 0.003) without affecting tumour growth.
-Conclusions
KARIs are potent, brain-penetrant GHSR-1a agonists with favourable pharmacokinetics compared to anamorelin. They enhance appetite, preserve skeletal muscle mass and improve physical performance in models of aging and cancer cachexia, supporting their potential as next-generation therapies for anorexia and muscle wasting.
*Journal: Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle
*Web Link: https://doi.org/10.1002/jcsm.70277
<사진 왼쪽부터 배재성 교수, 진희경 교수>
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