퇴행성 관절염 예방법 찾았다…유전자 치료효과 50%

국내 연구진이 나이들어 연골이 닳아 발병하는 퇴행성 관절염을 예방할 방법을 찾았다. 유전자 치료 효과도 확인했다.

한국생명공학연구원은 국가바이오인프라사업본부(본부장 이철호) 연구팀이 김진현 충남대학교병원 내과 교수 연구팀과 공동으로 우리 몸속 비정형 고아핵수용체(SHP, NR0B2)라는 단백질이 퇴행성 관절염으로부터 연골을 지켜주는 '방패'라는 사실을 세계 처음 밝혀냈다고 18일 밝혔다.

연구결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(IF 15.7) 온라인판에 게재됐다.

SHP 연구자들. 왼쪽이 연구책임자인 이철호 한국생명공학연구원 국가바이오인프라사업본부장, 치료효과 확인을 위해 마우스를 조작중인 연구원이 강은정 전임연구원이다.(사진=KRIBB)

SHP는 핵수용체 대부분이 갖는 DNA 결합 도메인이 없고 리간드 결합 부위만 가진 특이한 구조를 지닌다. 간, 췌장, 심장 등에서 주로 발현되며, 다양한 전사인자 및 다른 핵수용체와 상호작용해 표적 유전자의 전사 활성을 조절한다. 주로 생체 내 대사 경로 조절에서 보조 억제인자로 작용하는 것으로 알려져 있다. 특히 포도당, 담즙산, 지질 대사 및 염증 신호 조절에 관여한다.

그런데 연구팀이 SHP의 새로운 기능을 찾았다.

연구책임자인 이철호 본부장은 "SHP가 연골을 파괴하는 가위 효소(MMP-3, MMP-13) 생성을 신호 단계에서부터 차단, 연골 보호막을 지켜내는 작동 원리를 세계 최초로 규명한 것"이라며 "주사 한 번으로 효과가 오래 지속되는 예방적 유전자 치료 가능성도 확인했다"고 설명했다.

SHP 유전자를 탑재한 치료용 바이러스를 관절에 주입하자, 이미 관절염이 진행된 동물에서도 연골 손상이 멈추고 통증이 뚜렷하게 줄어드는 치료 효과를 입증한 것.

연구팀은 실제 퇴행성 관절염 환자의 연골 조직과 퇴행성 관절염에 걸린 실험쥐를 분석했다.

이 결과, 병이 진행될수록 SHP 단백질 양이 급격히 감소한다는 사실을 확인했다. 이는 연골을 보호하는 핵심 성분인 SHP가 사라지면서 관절 파괴가 가속화됨을 의미한다. 이어 SHP 단백질이 제거된 실험쥐를 분석하자 일반 쥐보다 통증은 심해지고 연골 손상 속도는 훨씬 빨라졌다. 반대로 관절에 SHP 단백질을 보충해주자 손상된 연골이 줄어들고 관절 기능이 회복되는 효과가 나타났다.

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논문 제1저자인 강은정 한국생명공학연구원 전임연구원은 지디넷코리아와의 전화통화에서 "퇴행성 관절염 마우스 모델 무릎 관절강으로 SHP를 탑재한 아데노 부속 바이러스(AAV)를 주입한 결과 8주 뒤면 연골이 닳아 사라져야 하는데, 50%정도 남아 있었다. 이는 SHP의 예방적 치료 가능성을 의미한다"고 설명했다.

강 전임연구원은 "상용화에 관심이 있지만, 이를 위해선 독성이나 중대형 동물 테스트 등이 남아 있다"며 "조만간 SHP를 류머티즘 등 다양한 관절염에 적용하는 연구를 진행한다"고 부연 설명했다.