보건타임즈 : 서울대치과병원, 저산소환경 ‘백악질 재생과 연관’ 첫 규명

정필훈 교수팀 논문, 미국 조직공학회지 Tissue Engineering 1월호 표지저널로 선정

사진) 생쥐 치배 일반 HE염색과 형광염색 이미지= 저산소 환경에서 살아있는 세포가 발생시키는 대사물질을 탐지하도록 Hypoxyprobe를 치아발생기의 실험동물에 주입하였더니 그림과 같이 실제 치아뿌리의 발생이 이뤄졌다.

저산소환경이 치아를 지탱해주는 치주조직의 재생에 영향을 미친다는 연구결과가 나와 관심을 끈다.

이를 지금도 고압산소가 연탄가스중독 치료와 조직재건술에 사용되는 것과 비교하면 다소 생소해 보인다.

서울대치과병원 정필훈 교수팀(사진/구강악안면외과)은 저산소환경이 치아뿌리를 덮고 있는 백악질 재생에 영향을 미친다는 찾아냄으로써 이와 연관 지어 궁극적으로 치아줄기세포를 이용한 치과 치료발전에 기여할 수 있을 것으로 생각된다고 밝혔다.

이 연구는 저산소환경이 조직공학에 활용될 수 있다는 것을 세계 최초로 규명한 것이어서 높게 평가받아 조직공학회지(미국 발간 Tissue Engineering) 저널 1월호의 표지저널로 게재됐다.

이로써 치아를 지탱해주는 치주조직의 재생치료에 사용될 치아줄기세포에 커다란 영향을 미칠 것으로 기대된다.

하지만 아직까진 치아줄기세포에 대한 연구는 아직 초기단계에 있다.
게다가 치주조직을 유지하게 하는 백악질의 형성과 이와 연관된 백악모세포의 기원이나 기전이 확실치 않다.
또 백악질에만 특이적으로 발현되는 단백질의 정보가 그다지 많지 않은 실정이다.

이번 연구에서 연구진은 치아줄기세포를 이용한 궁극적인 치주조직의 형성과 회복을 위한 치료를 위해선 백악질에만 특이적으로 발현되는 단백질의 정보와 치주조직의 핵심역할을 하는 백악질의 형성 기전 규명이 가장 먼저 필요하다.

이에 따라 정 교수팀은 치아줄기세포의 치아·치주조직의 재생과 직접 관련이 있는 백악질의 재생을 확인할 수 있는 지표가 되는 물질로서 CEMP1(cementum protein 1)이라는 단백질에 주목했다.

연구결과 세포의 미세 환경으로서 낮은 산소분압이 치아줄기세포로 하여금 CEMP1의 발현에 영향을 줌으로써 백악질의 분화를 유도하는 것을 발견하게 됐다.

이것이 저산소유도인자(Hypoxia-Inducible Factor-1)라는 또 다른 단백질에 의해 저산소 상태에 놓이게 되면 치아줄기세포가 활성화된다는 사실을 밝혀냈다.
연구진이 저산소가 치아줄기세포를 이용한 백악질 재생 표지자 단백질 발현에 긍정적 영향을 미침을 최초로 발견한 것이다.

연구진은 이를 통해 치의재생의학연구에서 줄기세포를 활용한 방법개발에 새로운 방향을 제시하게 됐다.

이번 연구에서 살아있는 세포가 낮은 산소분압 조건하에 발생시키는 대사물질을 탐지하는 방법을 통해 처음으로 실제 치아뿌리의 발생이 상식과는 다르게 저산소환경에서 이뤄진다는 사실을 세계 최초로 밝혀내 조직공학 분야의 주목을 받고 있다.

이러한 연구 성과는 ‘Tissue Engineering Part A’의 2014년 1월호에 게재됐으며 주요 내용을 나타내는 그림이 이번 저널의 표지로 선정됐다.
이번 연구는 보건복지부 ‘보건의료연구개발사업‘과 한국연구재단’의 지원을 받았다.

이 연구결과는 조직공학회지(미국 발간 Tissue Engineering) 저널 1월호의 표지저널로 게재됐다.