꽃양귀비에 다량 함유되어 있는 이소퀴놀린 알칼로이드계열 물질이 새로운 의약품 후보물질로 각광받고 있다. 현재 해당 의약품의 세계 시장규모는 약 4조원으로 추산되고 국내의 경우 향정신성 의약품과 신경계 치료제로만 약 1000억원 규모로 확인된다. 따라서 암, 염증, 퇴행성 뇌질환 등 관련 효능을 활용한 원료 소재화로 국내 수입의존도를 낮춰야 할 것으로 보인다.

농촌진흥청이 진행해온 꽃양귀비 작물의 유전체, 대사체 정보를 활용한 의약소재 산업화 플랫폼 구축 연구는 가시적인 성과를 내고 있으며 산업화의 길로 이어지고 있다. 

 

항암효과와 신경정신질환 예방효과 가능성 제시

꽃양귀비 효능 연구의 주역인 오재현 농촌진흥청 국립농업과학원 유전자공학과 연구사는 “꽃양귀비의 숨은 효능을 확인하는 연구는 농생명 빅데이터를 기반으로 작물의 전사체와 대사체라는 도면을 그리고 꽃양귀비에서 항암, 항염 물질과 동일하거나 유사한 구조 물질을 찾아 그 주변 물질을 위주로 효능을 확인하는 것으로부터 시작했다”고 말했다.  

전사체 정보는 대사물질의 생합성을 예측하게 했고 대사체는 후보물질 주변 대사경로를 그리는데 유효해 이러한 농생명 빅데이터 분석은 높은 효능의 물질을 빠르게 스크리닝하는데 도움이 된다.

또한 유효 대사물질에 대해서는 분리·정제와 분석을 위한 최적화 조건을 확립하고 재현성·특이성 확인을 통해 검증했다. 이러한 꽃양귀비 생명정보는 데이터베이스로 NABIC(국립농업생명공학정보센터)에 구축해 공개하고 있으며, 연구결과는 Molecular Sciences(2018), Separation Science(2018) 등의 국제학술지에 논문(7편)으로 발표됐다. 

논문의 내용을 일부 소개하면, 꽃양귀비로부터 추출한 유용성분의 효능은 NO(Nitric Oxide) 발현과 사이토카인(IL-1β 및 IL-6)의 분비를 억제하며, NOS2와 COX2 발현을 조절해 염증관련 매개 물질인 NO와 PEG2 발현을 억제하는 항염증 효과와 대장암, 췌장암, 유방암, 위암, 폐암 세포에 대한 생육억제활성이 있음을 밝혀냈다. 

또한 꽃양귀비 추출물의 세포 독성이 없음을 확인했다. 유용성분을 정리하면 항염활성을 나타내는 프로토핀 등 10종, 그리고 항암활성을 나타내는 베르베린 등 6종과 우울증 예방 및 진통효과가 있는 도파민 등 2종의 알칼로이드 성분이 다량 존재함을 밝혔다. 이를 통해 항암효과 외 신경정신질환 예방 및 관리효과에 대한 가능성도 제시했다. 

 

 

꽃양귀비 유효성분 약학 조성물의 기술시장성 인정

오재현 연구사는 “전체 전사체와 대사체 정보를 기반으로 알칼로이드 생합성 대사 경로상 물질의 실질적인 발현 양상을 확인함으로써 의약소재 물질과 관련된 유용유전자 정보를 확보할 수 있었다”고 말했다. 이는 유용물질의 선발에 기초가 됐으며, 작물별 효능 연구에도 활용돼 기술적 성과인 산업재산권 출원 2건을 달성하는데 기여했다. 해당 특허 중 기술가치평가(농업기술실용화재단)를 받은 ‘꽃양귀비 추출물을 유효성분으로 포함하는 약학 조성물’의 경우 기술가치 평가액이 1.8억원으로 기술의 경제적 수명은 12년, 로열티율 3.45%로 기술의 시장성을 인정받았다.

알칼로이드 생합성 물질은 새로운 의약품 후보물질로서 무한한 가능성을 가지고 있는 만큼 알칼로이드 생합성 작물의 연구 결과는 식의약 소재 연구로 확장 가능성도 높다고 평가된다. 이처럼 과학적 성과와 기술적 성과는 양귀비 작물 연구에 기초자료로 활용되고 있으며, 추가적인 연구성과를 더해 더 많은 가치 창출도 기대된다. 

 

맞춤형 의약소재 작물로 산업화 기반 마련 

약 4조원 규모인 이소퀴놀린 알칼로이드계의 전세계 의약품 시장은 국내 향정신성 등 신경계 의약품 시장으로만 약 1000억의 시장을 형성하고 있다. 농진청의 꽃양귀비 효능 연구를 통해 밝혀진 바와 같이 꽃양귀비에는 향정신성 치료 목적으로의 효능만 있는 것이 아니라, 고령사회 필수 의약품이 된 항암제와 항염제 효능 등도 포함하고 있다. 

 

2019년 기준 ‘의약품 소비량 및 판매액 통계’ 등에 따르면 국내 항암제 시장은 약 1조5000억원 규모이며, 항염제는 약 2조5000억원 규모로 시장이 형성돼 있다. 

현재까지는 의약소재 물질을 확인한 수준으로 추후 산업화를 위한 개발이 계속되어야 한다.

2021년 기술가치평가(농업기술실용화재단) 자료에 따르면 현시점에 꽃양귀비 추출물은 항염, 항산화, 항암 등의 기능을 가진 약학 조성물로 건강기능식품이나 화장품 등의 원료로 사용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 

꽃양귀비에서 추출한 성분이 항염 및 항산화 기능이 있음을 고려할 때 항산화 관련 건강기능식품 원료로 인정될 수 있을 것이라 기대된다. 또한 꽃양귀비 추출 성분 관련 기술은 화장품 원료로도 사용될 수 있는데, 사업계획에 따르면 미백 및 주름개선 용도의 기능성 화장품을 제조하는데 적용할 수 있을 것으로 예상된다. 

또한 건강기능성 원료 시장의 성장률을 감안하면, 개양귀비를 기반으로 하는 건강기능식품 기능성 원료 시장의 최근년도 평균 시장성장률은 9.71% 정도의 수준으로 나타난다. 한국은행 경제연구원에서 발표한 2000∼2015년 평균 GDP 성장률 3.9% 대비 큰 폭의 성장세를 나타내고 있는 것이다. 앞으로도 이러한 추세가 유지될 것을 감안하면, 건강기능성 원료 시장에서의 활용도 기대할 수 있다. 지난 2021년 10월에는 (주)동우젠(배진영 대표)과의 ‘꽃양귀비 약학조성물 기술이전 협약’을 맺어 과학적으로 밝혀진 꽃양귀비 효능을 활용한 식품 개발과 국민 건강 증진에 대한 기대감을 높였다.