국내 연구진 "노화된 관절에 특정 화합물 주사했더니…젊은 관절로 재생 확인"

성균관대·중앙대 연구진, 특정 단백질 조절 기전 규명

노화된 관절을 젊은 관절로 회복시킬 수 있는 가능성이 제시돼 주목된다.

한국연구재단(이사장 홍원화)은 성균관대학교 생명과학과 남지호 대학원생과 양시영 교수, 중앙대학교 윤성일 교수로 구성된 연구팀이 퇴행성관절염을 촉진하는 'ZMIZ1'단백질의 작동 기전을 규명하고, 이 단백질의 활성을 조절할 수 있는 저분자 화합물을 발견했다고 27일 밝혔다.

퇴행성관절염은 관절 연골세포의 노화에서 시작되는 대표적인 신체 노화 질환이다. 우리나라 65세 이상 고령자 중 약 19.2%가 이 질환으로 고통받고 있다.

국내 연구진이 노화된 관절의 회복 가능성을 제시했다. 왼쪽부터 중앙대 윤성일 교수와 성균관대 양시영 교수 및 남지호 연구생(석박사통합과정, 논문 제1저자)

연구팀은 연골조직 내 유전자 시퀀싱 데이터셋을 이용, 연골세포 노화가 진행된 연골조직에서 'ZMIZ1' 단백질 발현이 증가하는 것을 발견했다.

또한, 'ZMIZ1'이 단백질 'GATA4'와 결합되면서 관절염 발병을 가속화한다는 사실도 확인했다.

연구팀은 "여기서 더 나아가 인공지능 기반 스크리닝 플랫폼을 활용해 저분자 화합물인 'K-7174'가 'ZMIZ1-GATA4'의 결합을 억제한다는 것도 밝혀냈다"고 설명했다.

연구팀은 퇴행성관절염 동물에 'K-7174'를 경구 또는 관절강 내에 주사한 결과 연골 손상 및 노화 관절이 건강하고 젊은 관절로 회복되는 것도 확인했다.

양시영 교수는 "쥐 실험의 경우 1주일에 1회씩 5회 정도 투여해 회복 결과를 얻었다"며 "인간의 경우에 적용하면, 1~2개월에 1회씩 투여한다고 보면 된다"고 설명했다.

양 교수는 또 “노화 연골세포 억제에 중요한 역할을 하는 새로운 인자들의 발견을 통해 더 나은 치료 방법을 개발하는 데 중요한 역할을 할 수 있을 것"으로 내다봤다.

연구결과는 국제학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 3월 5일 공개됐다.

퇴행성 관절염에서 'ZMIZ1-GATA4 '기전과 동물 모델에서의 'K-7174'효과를 보여준다. 그림C에서 손상된 연골이 완화됨을 확인할 수 있다.(그림=한국연구재단/성균관대학교)