퇴행성관절염, 근원적 항체치료제 개발

국내 연구진, 유전자 발현 억제·연골 파괴 완화

국내 연구진이 관절주사에 의존해 온 퇴행성관절염의 새로운 치료법을 개발했다.

한국연구재단은 양시영 성균관대·윤성일 중앙대 교수 연구팀이 퇴행성관절염을 유발하는 신규 수용체의 존재를 규명하고, 이를 효과적으로 억제하는 항체치료제 개발에 성공했다고 21일 밝혔다. 관절염 관련 유전자인 Activin A를 억제하고, 연골파괴를 완화하는 퇴행성관절염 치료 기술을 제안한 것이다.

퇴행성관절염은 고령화 시대의 대표 질환이지만, 현재까지 외과적 수술 또는 연골주사와 같은 일시적인 통증완화 치료 외에 근본적인 치료법이 없어 효과적인 항체치료제 개발이 시급한 상황이다.

연구팀은 퇴행성관절염이 관절의 조직 세포에서 분비하는 병원성 시토카인(cytokine) 및 성장인자와 수용체의 상호작용에 의해 촉진되는 점에 주목했다. 이들 단백질과 수용체의 결합을 막는 수용체 차단제(blocker) 개발을 통해 근본적인 예방 및 치료법 개발에 나섰다.

연구팀은 관절염 환자 조직을 분석해 퇴행성관절염을 유발하는 새로운 병인 수용체 ACVR2B를 선별하고, 관절염 환자와 관절염 동물 모델의 관절 조직에서 ACVR2B의 발현이 증가함을 확인했다. 또 슈퍼컴퓨터를 이용한 질병 모델 시뮬레이션을 통해 관절염 관련 유전자인 Activin A가 수용체 ACVR2B 및 Nox4와 세포막에서 결합하고, 연골파괴를 매개하는 이화인자의 발현을 증가시켜 퇴행성관절염 발병이 가속화되는 기전을 규명했다. Activin A와 결합하는 ACVR2B를 억제했을때, 다양한 형태의 퇴행성관절염이 억제됨도 확인했다.

퇴행성관절염에서 증가한 Activin A는 ACVR2B 및 Nox4와 결합하고, 이는 연골파괴를 매개하는 이화인자의 발현을 증가시킴으로서 퇴행성관절염 발병을 가속화시킨다. 하지만 수용체 타입 ACVR2B-Fc를 연골에 주입 시 Activin A- ACVR2B-NOX4 신호전달기전을 막음으로써 퇴행성관절염 악화를 억제한다. 그림제공= 양시영 성균관대 교수·전지민 성균관대 박사, 윤성일 중앙대.

연구팀은 Activin A-ACVR2B-Nox4 간 신호전달체계를 억제하는 수용체 타입의 ACVR2B-Fc를 제작해 퇴행성관절염 동물 모델 무릎 연골에 주입한 결과 연골의 파괴 정도가 완화된다는 것을 확인했다. ACVR2B-Fc를 활용한 표적 항체치료제는 국소적으로 주입이 가능해 혈관을 통해 주입하는 일반 항체치료제보다 부작용이 없고 관절에만 영향을 주는 장점이 있다.

양 교수는 “퇴행성 관절염을 유발하는 병인 수용체 ACVR2B를 중심으로 세포 간 신호전달체계를 규명하고 이를 억제하는 항체치료제를 발굴하여 퇴행성관절염 극복의 실마리를 찾았다”라며 “앞으로 중대형 동물을 활용한 전임상 연구 및 독성평가 등의 후속 연구를 통해 실용화·산업화 기반을 마련하겠다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 지난 3월22일 온라인 게재됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr