뼈·관절 질환 억제 단백질 찾았다

국내 연구팀, 새로운 치료 타깃 제시

▲ DJ-1은 활성산소를 직접 억제해 SHP-1의 기능을 보호하고 비정상적으로 파골세포의 분화가 나타나지 않도록 조절했다.[사진제공=한국연구재단]

[아시아경제 정종오 기자] 뼈와 관절 질환을 억제하는 단백질이 규명됐다. 국내 연구팀이 골다공증, 류마티스 관절염 등 골관절 질환을 억제하는 새로운 치료 타깃을 제시했다.

뼈의 항상성은 골세포를 생성하는 조골세포와 뼈의 흡수·파괴를 담당하는 파골세포의 균형에 의해 유지된다. 염증반응이 일어났을 때 비정상적 파골세포 분화는 골다공증, 류마티스 관절염의 주요 원인이다. 파골세포(Osteoclast)란 뼈를 파괴·흡수하는 다핵세포를 말한다.

골관절 질환의 치료를 위해 파골세포의 기능을 조절하는 단백질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 아직까지 근본적 치료보다는 염증의 완화에 대한 연구에 그치고 있는 실정이다. 이번 연구에서는 파골세포 분화를 조절해 뼈의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 단백질(DJ-1)과 그 작용과정을 밝혀냈다.

연구팀은 DJ-1이 활성산소를 제거함으로써 티로신 인산가수분해효소의 기능이 보호되고 이 때문에 과도한 파골세포의 생성이 억제된다는 것을 알아냈다. 티로신 인산가수분해효소(Tyrosine phosphatase, SHP-1)는 단백질 티로신의 히드록실기에 결합한 인산의 가수분해반응을 촉매해 신호전달인자의 활성을 억제하는 효소이다.

DJ-1이 결핍된 생쥐모델은 정상보다 골밀도가 낮았고 생쥐와 사람에게서 유래된 파골세포의 분화가 증가한다는 사실이 규명됐다. 연구팀이 뼈 파괴 동물모델과 류마티스 관절염 동물모델에서 실험했을 때에도 DJ-1 결핍이 파골세포 분화와 뼈 파괴를 증가시키는 것을 확인했다. 정상 상태뿐 아니라 골관절 질환 발병 상태에서도 DJ-1이 질병의 심화를 억제한다는 사실을 밝혀냈다.

이번 연구는 김혁순·최완수 건국대 의학전문대학원 공동연구팀이 수행했다. 연구 결과는 국제학술지 네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 11월15일자(논문명 : DJ-1 controls bone homeostasis through the regulation of osteoclast differentiation)에 실렸다. 네이쳐 리뷰 류마톨러지(Nature Review Rheumatology)에서 주목하는 연구성과로 소개됐다.

김혁순 교수는 "이번 연구는 DJ-1 단백질이 활성산소를 조절해 파골세포 분화를 억제하는 과정을 규명한 것"이라며 :앞으로 DJ-1을 표적으로 비정상적 파골세포 활성을 예방하거나 골관절 질환을 치료하는 임상적용이 기대된다"고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr