근본적 치료법이 없던

연골 퇴행성 관절염 원인 규명

 

- 연골퇴행 분자적 기전 밝혀내 예방ㆍ치료법 개발 기대

- Cell 誌 최신호 논문 게재, 국내외 언론 주목

 

 

               

                        <전장수 교수>                         <김진홍 박사>

  

□ 국내 연구진이 관절의 연골*이 닳아 없어지는 퇴행성관절염**의 원인을 밝혀냈다. 고령화에 따른 발병 증가에도 불구하고 수술이나 통증완화 치료 외에 근본적인 치료방법이 없는 실정에서 연골퇴행의 분자적 기전을 규명한 이번 연구는 향후 퇴행성관절염의 예방 및 치료법 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 
   * 연골(cartilage) : 관절조직에서 뼈의 말단을 둘러싸 기계적 힘에 대한 완충작용을 하고, 뼈 사이의 마찰을 줄여 관절의 움직임을 용이하게 해주는 조직
  ** 퇴행성관절염 : 관절의 연골조직의 퇴행과 뼈의 구조적 변화를 동반하는 질병으로 관절 내 염증 심화 및 통증을 수반, 병리적 원인이 밝혀져 있지 않으며, 노화나 유전적 요인, 비만/외상 등 물리적ㆍ기계적 요인 등으로 유발되는 것으로 알려짐

 

  o 광주과학기술원 생명과학부 전장수 교수와 김진홍 박사(제1저자)가 수행한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 선도연구센터지원사업 등의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 생명과학 분야 최고 권위지 셀(CELL) 2월13일자에 게재됐다. 한편 셀(CELL)지는 동 성과에 대해 보도자료(Press Release)를 발표하는 등 연구성과의 우수성과 학문적 파급력 등에 대해 주목하고 있다. (논문명 : Regulation of the catabolic cascade in osteoarthritis by the zinc·ZIP8·MTF1 axis)

 

□ 연구팀은 퇴행성관절염 연골세포에서는 아연 이온의 농도가 정상 연골세포와 달리 비정상적으로 높아지는 것을 확인하고, 아연 이온이 세포 내에서 연골퇴행을 유발하는 단백질을 활성화시키는 것을 밝혀냈다.

 

  o 연골조직이 스트레스를 받으면 아연 이온을 연골세포 내로 수송하는 단백질(ZIP8)이 많이 만들어져 연골세포 내로 아연 이온의 유입이 크게 증가하고, 아연 이온은 세포핵 내에서 아연 의존성 전사인자*(MTF1)를 활성화, MTF1은 연골기질분해효소**(MMP, ADAMTS) 발현을 유도하는 일련의 과정을 통해 결과적으로 연골이 분해되어 닳는다는 것이다. 
    * 아연 의존성 전사인자 : 유전자의 발현을 조절하는 단백질(전사인자) 중, 아연이온 농도가 높아지면 활성화되는 것, 세포내 아연 항상성을 조절하는 유전자 등을 표적으로 작용함
    ** 연골기질분해효소 : 연골에서 세포외 기질을 구성하는 물질인 콜라겐과 프로테오글라이칸 등을 직접적으로 분해하는 효소로 MMP와 ADAMTS 등이 대표적이다.

 

  

 

  o 실제 아연 이온 수송 단백질(ZIP8)이나 아연 의존성 전사인자(MTF1)가 많이 만들어지도록 유전자를 조절한 생쥐의 관절에는 퇴행성관절염이 심하게 유발된 반면, 이들 유전자가 결손된 생쥐는 퇴행성관절염이 유발되지 않았다.

 

□ 동 성과는 아연 이온을 매개로 하는 연골세포의 신호전달 체계를 규명하고, 상위 수준에서 연골퇴행 인자의 발현을 조절하는 유전자를 찾아냄으로써 퇴행성관절염 치료와 예방 연구의 새로운 표적을 제시한 연구로 셀(CELL)지 등 연구계에서 주목받고 있다. 

 

  o 그 동안 밝혀지지 않았던 관절 내 연골퇴행의 분자적 메커니즘을 규명함으로써, 연골퇴행을 직접적으로 제어하는 방식의 근본적인 퇴행성관절염 예방 및 치료 연구로 이어질 것으로 기대된다.

 

□ 전 교수는 “필수 무기질인 아연의 과다와 세포내 신호전달 체계가 연골퇴행에 관여하고 있음을 밝힌 데 의의가 있다”고 설명했다.

 

 

홍보기금팀