보건타임즈 : 뼈 형성 기전 첫 규명 “골절치료 새 장 열다”

서울대 의과대 연구팀, 동물실험 통해 ‘입증 골절 치료 기간-비용 낮출 가능성’ 제시

뼈의 형성을 획기적으로 촉진하는 새로운 유전자 조절 기전이 국내대학 연구팀의 의해 처음으로 밝혀졌다.

이로써 향후 골절 치료의 새로운 장을 열 것으로 기대된다.

전양숙 교수

박종완 교수

김혜진 박사과정

서울대 의과대학 전양숙 교수, 박종완(약리학교실) 교수, 김혜진 박사과정(생리학교실) 연구팀은 ‘PHF2’ 라는 단백질이 뼈를 만드는 조골세포를 활성화시키는 것을 규명해냈다.

이 연구(논문 ☞ http://www.bktimes.net/data/board_notice/1412067538-31.pdf)는 Nature 자매지 Cell Research(인용지수 11.98) 9월 Online 에 게재됐다.

조골세포는 Runx2라는 ‘조골세포 분화 조절 인자’에 의해 분화된다.
‘SUV39H1’라는 효소는 이러한 과정을 방해한다.
SUV39H1가 Runx2에 메틸기(CH3)를 붙임으로써 Runx2가 기능을 하지 못하게 돼 조골세포 분화가 억제된다.[그림 1/PHF2에 의해 조골세포의 분화가 촉진되는 기전]

성장이 끝난 성인들이 더 이상 키가 크지 않는 것도, 이 같은 기전 때문이다.

연구팀은 소아의 뼈 발달 과정이나, 골절 후 뼈가 새로 형성되는 성인의 조골세포를 주목했다.
PHF2가 Runx2에 붙어있는 메틸기를 제거했다.
본연의 기능을 회복한 Runx2는 조골세포와 결합해, 다시 뼈를 만들기 시작했다.
이를 통해 PHF2의 조절로, 뼈 형성의 촉진 가능성을 제시한 것이다.

연구팀은 비교 군에 유전자 조작으로 PHF2가 과발현 된 쥐를 만든 후, 대조군 정상 쥐와 뼈 형성 속도를 비교했다.
이후 나타난 결과에서 비교 군이 대조군에 비해 뼈 발달이 훨씬 빨랐다.

연구팀은 두개골이 손상된 쥐를 대상으로 PHF2가 과발현된 비교군과 정상인 대조군 비교를 했다.
이 결과, 비교 군의 뼈 재생이 대조군을 크게 앞질렀다.

골절은 70대 이상 연령층에서 가장 흔한 노인성 질환이다.
이들의 반 이상은 골절을 고통을 겪는다.
고령 환자의 고관절 골절 수술 후 사망률이 전체 사망률의 29%로 매우 높다.
골절로 장기 입원하게 되면 욕창, 요로감염, 폐렴 등의 합병증이 동반한다.
폐경 이후의 여성은 골다공증으로 골절을 많이 입는다.
소아 골절 환자 5명 중 1명은 성장판 손상을 받는다.

2009년 심평원 자료에 의하면, 골절 치료에 들어가는 비용과 노동력 손실까지 고려하면 연간 1조 500억 원에 이른다.

뼈 형성을 촉진시키는 치료제를 개발하는데 치료기간을 줄이는 것이 매우 중요하다.
이를 위해 성장인자를 골절면에 주입, 골유합을 촉진시키려는 임상 시도가 있었지만 성장인자들이 매우 고가인데다 전적으로 수입에 의존해 환자에 널리 사용하기 어려웠다는 게 전양숙 교수의 설명이다.

전 교수는 “이 연구결과를 기반으로 새로운 뼈 형성 촉진 약물을 개발할 수 있으며, 이러한 기술은 골절치료 뿐만 아니라 치아임플란트나 골이식 성형술 등 다양한 용도로 이용이 가능하다. 지금까지 수입에만 의존하던 고가의 뼈 성장인자를 대체함으로써 의료비 절감에 큰 도움이 될 것이다”고 말했다.

전 교수에 따르면 향후 임상 적용까지 PHF2 유전자를 이용한 치료법은 3~5년, PHF2을 조절하는 약물은 5~10년 정도 걸릴 것으로 예상되지만 연구 환경에 따라 달라 질 수 있다.