이수영 교수 연구팀, 퇴행성관절염 예방 및 치료법 실마리 밝혀내
이수영 (leesy@ewha.ac.kr)
생명과학전공
관절 연골에 생기는 퇴행성관절염 발병세포 표면수용체 세계 최초 규명
과학전문지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 게재
생명과학과 이수영 교수 연구팀이 관절 연골에서 생기는 퇴행성관절염 발병의 세포 표면수용체를 밝혀냈다. 전세계 고령자의 3분의 1이 겪는 것으로 알려진 퇴행성관절염 예방과 치료법 개발의 새로운 실마리를 찾아낸 것이다. 이수영 교수(교신저자), 박두리 박사(제1저자), 심현보, 김완규 교수(공동연구) 연구팀은 연세대 박민찬, 김한성 교수와 공동으로 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’를 통해 퇴행성관절염 극복의 과학적 근거를 제시하는 데 성공했다고 밝혔다.
관절 연골이 닳아 없어져 생기는 퇴행성관절염은 노년기 삶의 질을 떨어뜨리는 대표적인 퇴행성 질환이다. 전세계 60세 이상 인구의 약 30%가 퇴행성관절염을 앓고 있는 것으로 추정되며, 특이적으로 여성이 남성의 두 배에 이른다. 2020년에는 국내 환자 수가 400만명을 넘어설 것으로 전망되고 있으나 아직 명확한 발병 원인은 물론 근본적인 예방 및 치료법이 밝혀지지 않았다.
연구팀은 유전자 변형 생쥐를 활용한 실험에서 관절세포 표면의 특정 면역글로블린 수용체가 퇴행성관절염 진행을 촉진한다는 것을 알아냈다. 정상 연골에 비해 퇴행 연골에서 이 면역글로블린 수용체의 발현이 증가되면서 연골세포 사멸의 신호를 전달한다는 것이다.
오스카로 알려진 이 면역글로블린 수용체는 생쥐는 물론 퇴행성관절염 환자에서도 그 발현이 증가됨을 입증했으며, 결과적으로 관절세포의 세포사멸을 유도하는 신호체계 활성화는 물론 연골 기질을 분해하는 다양한 효소 발현을 유도함으로써 연골 조직을 파괴한다는 사실을 밝혀냈다.
연구팀은 오스카 수용체의 세포 밖 부분을 항체의 특정 부분과 연결하여 발현시키는 기술을 활용하여 인간 유래 오스카 수용체를 대량 생산할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이러한 단백질 제재는 생쥐의 관절염 모델에서 효과적으로 퇴행성관절염의 진행을 억제할 수 있음을 보여주었다.
이수영 교수는 “본 연구를 통해 생쥐는 물론 인간에게도 적용 가능한 퇴행성관절염 발병의 새로운 원인 수용체를 최초로 규명했고 특히 이 수용체를 표적으로 하는 퇴행성관절염 예방 및 치료법 개발의 새로운 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.
이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터, 형광코어이미징분석센터, 바이오의료기술개발사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 8월 28일(금) 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인판에 게재됐다.