퇴행성관절염, 연골재생을 위한 새로운 길 열려
퇴행성관절염, 연골재생을 위한 새로운 길 열려
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연골 내 잠재된 재생능력을 깨우는 재생유도 방법 발견
손상된 연골의 재생기전을 찾아낸 서울대학교 생명과학부 연구진. 앞줄 왼쪽이 김진홍 교수. 사진=서울대 제공
손상된 연골의 재생기전을 찾아낸 서울대학교 생명과학부 연구진. 앞줄 왼쪽이 김진홍 교수. 사진=서울대 제공

[한국대학신문 신지원 기자] 퇴행성관절염 환자들의 연골을 재생할 수 있는 실마리가 풀렸다. 퇴행성관절염은 연골이 점차 손상되어 없어지는 질병으로, 관절을 보호하는 연골이 없어지기 때문에 환자로 하여금 극심한 고통을 유발한다. 연골은 한번 손상을 입으면 다시 재생할 수 있는 능력이 거의 없다고 알려져 있다. 그렇기 때문에 퇴행성관절염은 연골을 다시 건강한 상태로 되돌릴 수 없는 비가역적인 질병으로 여겨져 왔다. 하지만 최근 국내 연구진이 손상된 연골의 재생을 가능하게 하는 기전을 밝혀내  퇴행성관절염 치료에 희망을 주었다.

서울대교 생명과학부와 서울대 보라매병원, 분당서울대학교병원 공동연구팀은 그간 불가능하다고 여겨진 연골의 재생에 대한 새로운 기전을 밝혀내 주목을 받고 있다. 이들은 탄키라아제(Tankyrase)라고 불리는 핵심 효소가 연골재생 유도인자인 SOX9의 분해를 가속화하는 기전을 밝혀내고, 탄키라아제 저해제를 통해 그 기능을 억제했을 때, SOX9의 활성화가 이루어져 파괴됐던 연골이 재생되는 것을 확인했다. 특히 재생된 연골은 관절을 보호하는 기능을 완벽하게 회복해 탄키라아제 저해제가 온전한 연골을 재생시키는 효과를 확인했다. 이와 같은 결과는 질병의 진행도를 늦추거나 통증을 완하하는 기존의 치료법과는 달리, 건강한 연골을 재생할 수 있는 새로운 치료에 대한 희망을 주었다. 서울대 생명과학부 김진홍 교수 연구팀이 서울대 보라매병원 강승백·장문종 교수 연구팀, 분당서울대병원 장종범 교수 연구팀과 함께 수행한 이번 연구는 서경배과학재단, 한국연구재단 노화제어원천기술개발사업 등의 지원으로 수행됐으며, 연구결과는 네이처 커뮤니케이션誌에 10월 25일자로 게재됐다.

퇴행성관절염 환자들의 연골은 연골의 표면이 손상되어 있고 연골조직을 이루고 있는 세포들 역시 손상되어 있다. 본 연구에서는 탄키라이제를 저해하였을 때 손상된 연골세포의 기능을 향상시켜 다시 건강한 연골세포의 기능을 완벽히 수행할 수 있게 하고, 조직 내 위치하고 있는 줄기세포가 연골세포로 분화할 수 있게 해 연골재생이 가능하다는 기전을 규명했다.
퇴행성관절염 환자들의 연골은 연골의 표면이 손상되어 있고 연골조직을 이루고 있는 세포들 역시 손상되어 있다. 본 연구에서는 탄키라이제를 저해하였을 때 손상된 연골세포의 기능을 향상시켜 다시 건강한 연골세포의 기능을 완벽히 수행할 수 있게 하고, 조직 내 위치하고 있는 줄기세포가 연골세포로 분화할 수 있게 해 연골재생이 가능하다는 기전을 규명했다.

퇴행성관절염은 관절을 보호하는 연골이 없어지면 나타나는 질병으로, 움직일 때마다 극심한 통증을 유발해 일상생활에 큰 불편을 초래하고 삶의 질을 떨어뜨린다. 연골은 간, 피부 등과 달리 재생능력이 거의 없다고 알려져 있기 때문에 마모된 연골조직을 회복시키기 어렵다고 생각해왔다. 연구진은 탄키라아제라는 효소를 억제하면 연골세포의 능력이 향상된다는 생물학적 기전을 규명했다. 연구진은 이러한 사실을 세포수준에서 검증하고, 전 임상 연구를 통해 탄키라아제를 표적으로 하는 치료제의 약효를 검증해 실질적인 퇴행성관절염 치료제 개발의 단초를 제시했다.

이번 성과는 그동안 재생이 불가능하다고 여겨진 연골조직의 새로운 재생 기전을 규명한 것에 있어서 그 의의가 있다. 특히 생물학적으로 새로운 발견이라는 점에서 의미가 있을 뿐만 아니라 실질적으로 탄키라아제 억제제를 통한 손상된 연골을 건강한 연골로 재생시킬 수 있는 치료 가능성을 제시한 것에 있어서도 큰 의미가 있다. 또한, 연구진은 규명한 신호전달 체계를 타겟으로 해 재생신호를 특이적으로 강화할 수 있는 퇴행성관절염의 차세대 치료제를 스크리닝하는 후속연구를 진행하고 하고 있어, 보다 더 효과적인 치료제의 개발이 가능할 것으로 보인다.
연구진들은 질병 진행을 늦추거나, 염증을 완화하는 기존의 치료 전략과는 다르게, 연골조직 재생과 질환의 가역적 치료라는 새로운 패러다임의 치료전략을 해당 연구를 통해 제시했다.

김진홍 교수는“이번 연구결과를 바탕으로 재생신호체계를 특이적으로 활성화하는 표적치료 약물을 추가적으로 스크리닝 하고 있으며, 앞으로 퇴행성관절염의 가역적인 치료가 가능한 차세대 치료제 개발에 힘쓸 것”이라고 설명했다. 또한, 분당서울대학교 병원의 장종범 교수는“이번 연구결과는 퇴행된 연골의 재생 가능성을 확인했다는데 큰 의의가 있으며, 이를 임상적으로 활용하기 위한 연구를 계속 진행하겠다”라고 설명했다.


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