김상준 교수 “자연치유능력 최대한 살릴 방안 연구”
삼성서울병원과 KIST, 논문 ‘Biomaterials’에 발표
[보건타임즈] 최근 퇴행성 관절염을 치료하는 새로운 길이 열릴지에 관심이 모아지고 있다.(논문 ☞ http://www.bktimes.net/data/board_notice/1447154712-86.pdf)
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김상준 교수
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정영미 박사
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성균관의대 삼성서울병원 김상준 교수(재활의학과)•한국과학기술연구원 정영미 박사 공동 연구팀은 동물실험을 통해 P물질(Substance-P, SP)을 자가조립 펩타이드(Self-assembled peptides, SAP)에 화학적으로 붙여 투여했을 때 퇴행성 관절염의 진행을 막을 뿐만 아니라 무릎연골의 조직재생 효과를 확인했다고 밝혔다.
P물질은 체내에서 통증감각을 전달하는 신경세포물질이다.
이 물질은 주입하면 중간엽 줄기세포를 손상부위로 끌어와 회복을 촉진시키는 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
P물질이 상처를 치료하는 일종의 마중물 역할을 하는 셈이라는 게 연구팀의 설명이다.
연구팀은 P물질의 이러한 특성을 살려 노화로 닳아 없어진 무릎 연골을 상처가 아물 때 새 살이 돋는 것처럼 조직재생 방식을 고안해냈다.
그러나 인체 내에서 자연 생성되는 P물질의 양이 많지 않은데다 외부에서 주입해도 순식간에 흩어져버린다는 점이 걸림돌이었다.
여기에 과다 투여시 통증이 증가할 것이라는 우려가 있었다.
이에 연구팀은 P물질을 자가조립 펩타이드와 화학적으로 결합하는 방법으로 초기 난관을 뚫었다.
인체를 구성하는 아미노산의 복합물 자가조립 펩타이드는 젤 타입으로 전환이 가능해 주사제 형태로 관절에 직접 투여할 수 있어 관절강 내에서 오래 머물 수 있다.(위 사진 이미지)
연구팀은 P물질의 적정투여량이 35마이크로그램(μg)인 것도 확인했다.
P물질은 통증을 전달하는 물질 중 하나다.
하지만 소량을 관절강 내에 주입 시엔 통증 정도는 증가하지 않았다
이를 토대로 연구팀은 P물질 투여 군과 줄기세포 추가 투여군, 실험대조군 등으로 실험용 쥐 40마리를 무작위로 나눠 연구를 진행했다.
다음으로 골관절염을 유도하는 무릎수술을 한 뒤 2주 후 관절강 내에 약물을 투여, 6주를 지켜봤다.
이 결과 P물질 투여군은 실험대조군에 비해 개선효과가 확실히 뚜렷했다.
효과는 줄기세포를 추가 투여했을 때와 크게 다르지 않았다는 게 연구팀의 설명이다.
연골세포가 노화로 죽는 비율(세포사멸)은 대조군의 경우 80%였다.
이에 비해 P물질 투여군(35μg)은 절반인 40%로 줄었다.
손상부위 회복을 돕는 중간엽 줄기세포를 끌어오는 양도 대조군 대비 6배가량 늘었다.(anti-CD90 and CD105 antibody, 198.1±15.6μ㎡/ 171.1±15.6μ㎡ in control group vs 1170.7±291.4μ㎡/999.6±71.5μ㎡)
퇴행성 관절염의 진행에 관여하는 염증성 인자 IL-1의 발현율도 50%로 낮춰졌다.
김 교수는 “퇴행성 관절염은 노화로 발생해 이를 최대한 늦춰 원활히 기능할 수 있도록 하는 것이 치료목표”라며 “아직 동물실험 모델이긴 하지만 기존 치료와 달리 인체의 자연치유 능력을 살렸다는 점에서 의미가 크다”고 전했다.
이 연구는 삼성서울병원과 KIST 공동 연구 프로젝트(TRP; transitional research project)의 지원으로 수행됐다.
이 연구논문은 생체조직공학 분야의 국제학술지 Biomaterials(IF 8.312) 최근호에 게재됐다.
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