가천대학교 GAIHST를 졸업한 박아론 박사(공동 제1저자)가 약학대학 김선여 교수(공동 교신저자), 의대 유전체의과학교실 남승윤 교수(공동교신저자) 연구팀과 함께 인공지능(AI)을 활용해 알츠하이머병(AD) 치료 후보물질 발굴에 성공했다. 

연구성과는 지난해 발표됐고, 관련 분야 국제 저명 학술지 ‘Theranostics’(IF 13.3)에 최근 온라인 사전 공개됐다. 논문 제목은 ‘DeepMGO-driven discovery of TP-41 ameliorating Alzheimer’s pathology via methylglyoxal scavenging’이다.

박아론 박사과정생과 공동연구팀은 알츠하이머병의 주요 발병 원인 중 하나로 알려진 당화산물(AGEs)의 전구체 메틸글리옥살(MGO)을 제거할 수 있는 물질을 탐색하기 위해, 딥러닝 기반 예측 모델 ‘DeepMGO’를 개발했다. AI 기반 후보물질 탐색 결과, ‘TP-41’이 MGO를 효과적으로 제거하고 뇌 내 AGE 축적을 줄이는 것으로 확인됐다. ‘TP-41’은 뇌 속에 쌓여 신경세포를 손상시키는 독성 물질(MGO)을 없애는 후보 치료물질이며, 인공지능이 찾아낸 화합물이란는 점에서 큰 의미를 가진다. 

알츠하이머 동물  모델 실험에서는 TP-41 투여 시 기억력 저하 개선, 우울 증상 완화, 인지 기능 회복 등 신경행동학적 개선 효과가 나타났다. 이는 AI 기술이 복잡한 생화학 반응을 기반으로 신약 후보를 효율적으로 도출할 수 있음을 입증한 결과로 평가된다.

박아론 박사는 “향후 알츠하이머뿐만 아니라 AGE 축적과 연관된 다양한 퇴행성 및 대사질환 치료분야에 대해 지속적으로 연구해보고 싶다”고 말했다.

이번 연구는 AI 기술을 활용한 신약 개발의 가능성을 제시했으며, DeepMGO 모델은 알츠하이머 외에도 당뇨성 합병증, 대사질환 등 AGE 관련 질환 치료제 탐색에 폭넓게 활용될 전망이다.