뼈 항상성 조절에 관여하는 핵심 인자 발견
뼈 항상성 조절에 관여하는 핵심 인자 발견
  • 강지희
  • 승인 2019.05.28 14:20
  • 조회수 712
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출처: Fotolia
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뼈는 인체의 기본 골격을 구성하는 매우 중요한 조직으로서 조골세포와 파골세포의 기능에 의한 골 항상성 조절을 통해 유지되는데요. 두 세포간의 균형이 파괴됨으로써 유발되는 골다공증은 노인 골절의 가장 흔한 원인이며 골절 이후 만성적인 통증이 오거나 일상적인 활동 수행 능력 저하를 일으킬 수 있어 노령화 사회에서 큰 사회적 경제적 문제를 야기하고 있습니다.

 

전 세계적인 고령화추세와 함께 골다공증 및 관련 질환 보유 인구가 증가하고 있으며 이와 관련하여 치료 약물 시장도 지속적으로 증가하고 있는데요. 고령층 인구의 확대는 골다공증 환자의 증가로 이어졌고 그로 인해 골다공증에 대한 인식과 관심도 함께 확대된 반면, 현재 사용되는 치료제들은 부작용과 까다로운 복용법 등 그 한계를 드러내고 있습니다. 따라서 이러한 단점을 보완하는 생물학적 메커니즘에 근거한 치료제의 개발이 필요하죠.

 

전남대학교의 류제황 교수와 광주과학기술원의 허윤현 교수 공동 연구팀이 골 형성 및 흡수 장애를 조절하여 골다공증을 막는 치료 타겟을 제시했다고 합니다. <Bone Research>에 게재된 논문에 따르면 뼈를 형성하는 세포인 조골세포와 뼈를 파괴 및 흡수하는 세포인 파골세포의 분화를 조절함으로써 뼈의 항상성을 유지하는 핵심유전자인 HIF-2α와 그 작용과정을 규명했다고 합니다.

 

어떻게 연구했는가

HIF-2α 결핍에 의한 골 소실의 억제 및 골 형성의 촉진. 출처: 한국연구재단
HIF-2α 결핍에 의한 골 소실의 억제 및 골 형성의 촉진. 출처: 한국연구재단

연구팀은 HIF-2α가 결핍된 4개월 생의 생쥐의 골밀도를 마이크로 CT분석을 통해 확인했는데요. 확인한 결과 정상 쥐보다 골밀도가 증가했으며 조직학적 분석을 통해서 대퇴골 내 해면골의 증가와 파골세포 형성이 감소되어 있다는 것을 확인했습니다.

 

또한 연구팀은 난소절제술을 통해 골다공증이 발생한 생쥐의 몸에서 HIF-2α가 결핍되었을 때 골밀도와 골 내 해면골의 증가가 나타난 반면 파골세포 관련 지표는 감소됨을 확인했다고 합니다.

연구결과를 종합적으로 나타낸 모식도. 출처: 한국연구재단
연구결과를 종합적으로 나타낸 모식도. 출처: 한국연구재단

연구팀은 뼈 형성에 관여하는 조골세포 및 파골세포 분화과정에서 HIF-2α의 발현이 증가함을 확인했습니다. 조골세포 내 HIF-2α의 과발현은 Twist2를 표적으로 하여 조골세포 분화를 억제하고 동시에 조골세포 에서 대표적인 골 파괴 인자인 RANKL의 분비를 증가시켜 파골세포 분화를 촉진한다는 것을 규명했죠.

 

또한 연구팀은 파골세포에서의 HIF-2α 과발현은 TRAF6의 조절을 통해 RANKL에 의해 유도된 파골세포 분화인자들의 발현을 증가시켜 파골세포 분화를 촉진함을 확인했습니다. 연구팀은 이를 증명하기 위해 추가적으로 HIF-2α 특이적 억제제인 TRAF6 억제제를 파골세포에 처리했는데요. 그 결과 RANKL에 의해 유도된 파골세포 형성을 차단할 수 있었다고 합니다.

 

앞으로의 전망

류제황 및 허윤현 교수. 출처: 한국연구재단
류제황 및 허윤현 교수. 출처: 한국연구재단

연구진은 "조골세포와 파골세포의 분화 및 활성에서 HIF-2α가 뼈 항상성을 유지하는 과정을 명확하게 밝힌 연구"라며, "비정상적인 골 흡수 및 골 생성 장애에 따른 폐경기 여성 골다공증 진단 및 치료법 개발에 새로운 실마리를 제공할 것으로 기대되며 골 대사 질환의 병태생리와 치료에 있어 큰 진전을 이루게 할 것"이라고 연구 의의를 설명했습니다.

 

##참고자료##

 


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