한국연구재단은 성균관대학교 양시영 교수와 중앙대학교 윤성일 교수 연구팀이 관절염 관련 유전자인 Activin A를 억제하고, 연골파괴를 완화하는 퇴행성관절염 치료 기술을 제안했다고 20일 밝혔다.
퇴행성관절염은 관절을 보호하고 있는 연골의 점진적인 손상이나 퇴행성 변화로 인해 관절을 이루는 뼈와 인대 등에 손상이 일어나서 염증과 통증이 생기는 질환이다. 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 주목하고, 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. 이와 함께 Activin A와 결합하는 ACVR2B를 억제하였을 때, 다양한 형태의 퇴행성관절염이 억제되는 것도 확인했다.
연구팀은 Activin A-ACVR2B-Nox4 간 신호전달체계를 억제하는 수용체 타입의 ACVR2B-Fc를 제작해 퇴행성관절염 동물 모델 무릎 연골에 주입한 결과 연골의 파괴 정도가 완화됨을 확인했다.
ACVR2B-Fc를 활용한 표적 항체치료제는 국소적으로 주입이 가능해 혈관을 통해 주입하는 일반 항체치료제 보다 부작용이 없고 관절에만 영향을 주는 장점이 있다고 연구진은 설명했다.
양시영 교수는 "현재 시판 중인 퇴행성관절염 치료제로는 스테로이드 제제, 비스테로이드 항염증제 (NSAIDs), 히알루론산 등으로 일시적인 통증 완화와 외과적 방법인 인공 관절 수술이 전체 시장의 94%를 차지하고 있지만 치료효과의 한계로 시장수요를 만족시키지 못하고 있다"고 지적했다.
또 "본 연구에서 제안하는 수용성 ACVR2B-Fc 항체치료제는 다른 약에 비해 변하기 않고 안정적인 항체치료제의 장점 뿐만 아니라 질환 초기 단계에 관여하는 수용체(ACVR2B)의 신호전달기전을 억제한다는 점에서 새로운 치료제로서의 기능을 할 수 있을 것으로 전망된다"고 말했다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 3월 22일 온라인으로 게재됐다.
