퇴행성 관절 질환은 통증 관리와 인공 관절 수술이 주요 치료법으로 질병의 진행을 멈추거나 되돌릴 수 있는 약물은 아직 없다. 하지만 기존 연골을 재생해 인공 관절 수술을 피할 수 있는 방법이 나왔다.
《사이언스(Science)》에 게재된 연구에 따르면 노화 관련 단백질을 차단하는 치료법이 기존 세포를 재프로그래밍해 노화되고 손상된 관절의 연골을 복원하는 것으로 나타났다.
미국 스탠포드 의대 연구진이 발표한 이 치료법은 나이가 들면서 체내에서 축적량이 증가해 노화 효소로 분류되는 15-PGDH라는 단백질을 표적으로 한다. 노화 효소는 조직 기능의 점진적인 저하에 기여함으로써 노화 과정에서 핵심적인 역할을 한다. 이 단백질은 또 뼈, 신경, 혈액 세포의 재생과도 관련이 있는 것으로 알려져 있다.
연구진은 젊은 쥐와 늙은 쥐의 무릎 연골에서 15-PGDH의 양을 비교한 결과, 다른 조직에서와 마찬가지로 이 노화효소의 수치가 나이가 들면서 약 두 배 증가하는 것을 확인했다. 이에 따라 연구진은 15-PGDH 활성을 억제하는 소분자 약물을 늙은 쥐에 주입했다. 처음에는 복부에 주입해 전신에 영향을 줬고, 다음에 관절에 직접 주입했다.
연구 결과 늙은 쥐의 연골이 관절 표면 전체에 걸쳐 두꺼워지는 것으로 나타났다. 또 관절 내 연골세포가 기능이 떨어지는 섬유연골이 아닌 유리연골(관절연골)을 생성하고 있다는 사실도 확인됐다. 연구진은 “늙은 쥐에서 이 정도로 연골이 재생된 것은 예상치 못한 일이었다. 효과는 놀라웠다”고 말했다.
이 같은 결과는 갑작스러운 방향 전환, 정지 또는 점프가 필요한 축구, 농구, 스키 등의 운동을 하는 사람들에게 흔히 발생하는 전방십자인대 파열과 같은 무릎 부상에서도 관찰됐다. 이러한 파열은 수술로 복구할 수 있지만, 50% 정도는 15년이내에 손상된 관절에 골관절염이 발생한다.
연구진은 무릎 부상을 당한 쥐에게 4주 동안 일주일에 두 번씩 노화 효소 억제제를 주사했다. 그 결과 골관절염 발생 가능성이 크게 줄어들었다. 노화 효소 억제제를 투여받지 않은 쥐는 4주 이내에 골관절염이 발생했다. 연구진은 “노화 효소 억제제로 치료받은 동물들은 치료받지 않은 동물들에 비해 더 정상적으로 움직였고, 다쳤던 다리의 발에 더 많은 체중을 실었다”고 설명했다.
연구진은 이어 무릎 관절 전치환술을 받는 골관절염 환자에게서 채취한 인간 연골 조직에 노화 효소 억제제를 일주일간 투여한 결과 관절 연골 재생이 시작됐다. 연구진은 “노화나 관절염으로 손실된 연골을 주사나 경구 약물을 이용해 복원할 수 있는 가능성이 있으며, 이는 잠재적으로 무릎이나 고관절 치환 수술의 필요성을 없앨 수 있을 것으로 보인다”며 “이 치료법은 증상을 완화하는 것이 아니라 골관절염의 근본 원인을 해결함으로써 효과를 발휘한다”고 말했다.
