[한국대학신문 이정환 기자] 서울대학교 치의학대학원 김진만 교수, 연세대학교 치과대학 김도현 교수 공동 연구팀은 치수줄기세포 분화유도를 통해 치아 상아질 재생을 유도하는 새로운 인자를 발굴하고 이의 작용 기전을 규명했다.

G단백질연결수용체(GPCR)는 세포막 단백질로 대부분의 조직 세포에 존재하며, 외부 신호물질을 인식하여 세포 내로 신호를 전달하는 역할을 하여 인체의 다양한 생리학적 반응 및 활성 조절에 관여한다. GPCR은 신약 개발에서 가장 많이 연구되는 단백질 그룹으로, 실제 미국 FDA 승인 약물 중 약 34%가 GPCR을 표적으로 하고 있다. 하지만 현재까지 경조직 재생 분야에서 GPCR을 표적으로 하는 치료 전략은 확립된 바 없다.

연구팀은 GPCR의 일종인 옥시토신수용체가 치아 내부에 존재하는 치수줄기세포에서 특이적으로 높은 발현을 나타내는 것을 발견했다. 또한 옥시토신수용체를 약물 처리를 통해 억제했을 경우 치아 경조직 분화를 나타내는 오스테오칼신 (osteocalcin)을 포함한 여러 마커 유전자의 발현이 증가하는 것을 확인했다. 이러한 효과는 기존에 보고되지 않은 경로인 YAP (yes-associated protein) 단백질을 통해 조절된다는 것을 다양한 세포 실험을 통해 입증했다.

옥시토신은 뇌에서 다양한 사회적 행동을 조절하는 신경호르몬으로 작용하며 출산 시 자궁 수축을 유도하는 호르몬으로 알려져 있다. 이러한 특성에 기반해 옥시토신수용체의 억제제는 조산 방지제로 사용되고 있다. 연구팀은 기존에 사용되는 조산 방지제의 약물 재창출(drug repositioning)을 통해 동물 실험에서 치아 재생 유도 효과를 확인했다. 그 결과 손상된 치아에 해당 약물을 적용한 경우 대조군과 비교해 많은 양의 신생 경조직 형성이 확인됐다. 특히, 일부 경우에서 실제 치아 상아질 구조와 유사한 형태를 가진 경조직이 확인됐다( 그림).

이상의 연구를 통해 서울대-연세대 공동 연구팀은 치아 재생을 유도하는 새로운 표적 단백질을 발굴하고 관련 기전을 규명했으며 향후 약물 적용을 통한 치아 경조직 재생의 새로운 가능성을 확인했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 기초연구실지원사업 ‘Class A GPCR 표적 경조직 재생 유도 연구실’을 통해 수행됐으며, ‘Functional expression of oxytocin receptors in pulp-dentin complex’ 라는 제목의 논문으로 생체 재료 분야의 최상위 국제 학술지인 〈Biomaterials 〉(IF=15.304) 에 게재됐다.