생명연, 연골 파괴 억제 'SHP 단백질' 역할 규명

'SHP(NR0B2)' 단백질이 연골 분해 효소의 생성을 억제해 퇴행성 관절염 진행을 막는 기전이 규명됐다. 퇴행성 관절염은 관절 안에서 뼈와 뼈 사이를 보호하는 연골이 닳아 없어지는 병으로 대표적인 관절 질환으로 꼽힌다. 현재까지 치료는 통증을 줄여주는 수준에 머물러 있다. 연골이 닳아 없어지는 과정을 근본적으로 멈추지 못하는 것이다. 같은 맥락에서 SHP 단백질의 역할 규명은 향후 연골 손상과 통증을 줄이는 퇴행성 관절염 치료 가능성을 엿볼 수 있게 한다는 점에서 의미를 갖는다.

이미지=게티이미지

한국생명공학연구원은 국가바이오인프라사업본부 실험동물자원센터 이철호·김용훈 박사 연구팀이 충남대병원 내과 김진현 교수 연구팀과의 공동연구에서 SHP 단백질이 퇴행성 관절염으로부터 연골을 지켜주는 '방패' 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다고 18일 밝혔다.

공동연구팀은 퇴행성 관절염이 진행된 환자의 연골 조직과 실험용 쥐를 분석하는 방식으로 연구를 진행했다.

이 과정에서 퇴행성 관절염이 진행될수록 SHP 단백질의 양이 급격하게 감소하는 것을 확인했다. 연골을 보호하는 핵심 성분인 SHP가 줄면서 관절 파괴 속도도 빨라진 탓이다.

또 SHP 단백질이 제거된 실험용 쥐에게서는 일반 쥐보다 통증이 심해지고 연골 손상 속도가 상대적으로 빨라지는 현상을 관찰했다. 반대로 관절에 SHP 단백질을 보충했을 때는 손상된 연골이 줄면서 관절 기능이 회복되는 효과를 보였다.

이를 토대로 공동연구팀은 SHP가 연골을 파괴하는 '가위 효소(MMP-3, MMP-13)' 생성을 신호 단계에서부터 차단해 연골 보호막을 지켜내는 작동 원리를 세계 최초로 규명했다.

퇴행성 관절염에서 SHP(NR0B2)의 연골 보호 기능과 IKKβ/NF-κB 신호 조절을 통한 연골기질분해효소 발현 억제 기전 모식도. 한국생명공학연구원

특히 이번 연구에서는 주사 한 번으로 효과가 오래 지속되는 유전자 치료 가능성도 확인했다. SHP 유전자를 탑재한 치료용 바이러스를 관절에 주입했을 때 이미 관절염이 진행된 동물에서도 연골 손상이 멈추고 통증이 뚜렷하게 줄어드는 치료 효과가 나타난 것이다.

이철호 박사는 "이번 연구는 SHP 단백질이 퇴행성 관절염의 발생과 진행 과정에서 연골을 보호하는 중요한 역할을 하는 것을 세계 최초로 규명했다"며 "SHP를 활용한 치료 전략이 개발된다면 퇴행성 관절염의 진행을 지연 또는 예방할 새로운 치료 접근법으로 발전할 수 있을 것"이라고 말했다.

한편 이번 연구는 과기정통부 중견연구자사업과 생명연 주요 사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과(논문)는 지난달 21일 국제학술지인 'Nature Communications' 온라인판에 게재됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr