‘골다공증?관절염’ 억제하는 단백질 찾았다

- 건국대 김혁순‧최완수 교수 연구팀
- 활성산소를 제어해 뼈 항상성을 유지하는 신호경로 규명

[헤럴드경제=구본혁 기자] 골다공증과 류마티스 관절염과 같은 골관절 질환을 억제하는 새로운 치료 타겟이 국내 연구진에 의해 제시됐다.

한국연구재단은 건국대학교 의학전문대학원 김혁순·최완수 교수 연구팀이 정상 상태와 관절염 질환에서 뼈의 파괴를 억제하는 주요 단백질의 신호경로를 규명했다고 27일 밝혔다. 

[사진=(좌)건국대 의학전문대학원 김혁순 교수,건국대 의학전문대학원 최완수 교수]

뼈는 골세포를 생성하는 조골세포와 흡수·파괴를 담당하는 파골세포의 균형에 의해 유지된다. 특히 염증반응이 일어났을 때 비정상적인 파골세포 분화는 골다공증, 류마티스 관절염의 주요 원인으로 작용한다.

골관절 질환의 치료를 위해 파골세포의 기능을 조절하는 단백질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 아직까지 근본적 치료보다는 염증의 완화에 대한 연구에 그치고 있는 실정이다.

연구팀은 파골세포 분화를 조절해 뼈의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 단백질(DJ-1)과 그 작용과정을 밝혀냈다.

연구팀에 따르면, DJ-1이 세포에 손상을 주는 활성산소를 제거함으로써 티로신 인산가수분해효소의 기능이 보호되고, 이로써 과도한 파골세포의 생성이 억제된다.

연구팀이 실시한 동물실험에서 DJ-1이 결핍된 생쥐모델은 정상보다 골밀도가 낮고, 생쥐와 사람에게서 유래된 파골세포의 분화가 증가한다는 사실을 확인했다.

연구결과를 종합적으로 나타낸 모식도. 파골세포의 분화유도 신호전달 과정 중 세포 내 활성산소가 생성되고 활성산소는 분화 신호전달기전의 과도한 활성을 조절하려는 티로신 인산가수분해효소인 SHP-1의 기능을 억제해 파골세포의 분화를 촉진한다. 이러한 과정에서 DJ-1은 활성산소를 직접 억제해 SHP-1의 기능을 보호하고 비정상적으로 파골세포의 분화가 나타나지 않도록 조절한다.[제공=한국연구재단]

또한 뼈 파괴 동물모델과 류마티스 관절염 동물모델에서 실험했을 때에도 DJ-1 결핍이 파골세포 분화와 뼈 파괴를 증가시키는 것으로 보아, 정상 상태뿐만 아니라 골관절 질환 발병 상태에서도 DJ-1이 질병의 심화를 억제한다는 것을 확인했다.

김혁순 교수는 “이번 연구는 DJ-1 단백질이 활성산소를 조절해 파골세포 분화를 억제하는 과정을 규명한 것”이라며 “향후 DJ-1을 표적으로 비정상적인 파골세포 활성을 예방하거나 골관절 질환을 치료하는 임상적용이 기대된다”고 연구 의의를 설명했다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈’ 11월 15일 게재됐으며, 네이쳐 리뷰 류마톨러지에서 주목하는 연구성과로 소개되기도 했다.

구본혁기자[email protected]

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