바른세상병원 연골재생연구소 팀, 노화에 따른 무릎연골세포 손상기전 규명

[이데일리 이순용 기자] 관절전문 바른세상병원은 연골재생연구소(이용수, 서혜경)와 관절클리닉 의료진(서동원 원장, 여우진 원장, 경봉수 원장, 정구황 원장)이 공동으로 진행한 연구 논문이 SCI급 저널 ‘Scientific Reports’에 등재됐다고 25일 밝혔다.

이번에 연구논문의 주제는 ‘Differential regulation of the water channel protein aquaporins in chondrocytes of human knee articular cartilage by aging (인간 무릎연골 세포에서 발현되는 수분이동단백질 아쿠아포린의 노화에 따른 발현 조절)’이다.

해당연구는 세포막에서 수분 및 각종 이온의 이동 통로 기능을 하는 아쿠아포린(aquaporin, 막 단백질)이 무릎 연골 퇴행의 주요 원인인 노화에 의해 어떤 변화를 나타내는지 규명하기 위한 것으로, 수술과정에서 폐기되는 30대, 50대, 70대 연령대별 연골 조직 일부를 수집하여 해당 조직에서 아쿠아포린 유전자 및 단백질 발현을 관찰하는 방식으로 진행했다.

그 결과 노화된 연골세포에서 아쿠아포린 유전자 발현이 현저하게 감소되는 것을 확인하였고, 연골세포로 분화된 세포주(cell line)를 이용함으로써 3가지 타입의 아쿠아포린(AQP1, AQP3, AQP4)이 지금까지 밝혀진 다른 연골세포분화인자와 유사한 발현 양상이 나타나는 것을 확인했다.

또한 활성산소나 염증성 싸이토카인 등 다양한 노화유발 인자에 의한 아쿠아포린 발현이 서로 다른 세포신호전달과정을 통해 이루어짐을 밝혔는데, 특히 최근 노화유발인자로 주목받고 있는 염증성물질 HMGB1(high mobility group box 1)이 연골세포에서 아쿠아포린4의 발현 억제와 함께 연골세포활성에 유해한 영향을 미칠 수 있음을 관찰하고, HMGB1 항체를 이용하여 HMGB1을 중화시킴으로써 연골세포의 손상을 억제할 수 있는 가능성을 확인했다.

해당 연구결과는 노화에 의한 연골세포손상 과정을 세포수준에서 이해하고, 세포신호전달과정 일부를 제어 함으로써 관련 질환의 예방 및 치료에 필요한 중요한 기초정보를 제공했다는 평가로 학계의 주목을 받았다.

연골재생연구소의 이용수 연구소장은 “바른세상병원의 수많은 임상 경험과 연골재생연구소의 분자생물학적 의학 연구가 함께 했기에 얻어낸 귀중한 결과”라며 “연골재생연구소의 궁극적인 목표는 연골질환의 원인 규명과 함께 연골재생에 필요한 물질을 탐색함으로써 실질적인 연골질환 치료에 의미 있는 결과를 도출해내는 것이다. 이번 연구 결과를 토대로 관련 연구를 이어갈 예정이며, 향후 관절염 환자 치료에 유용한 결과가 도출되길 기대한다”라고 말했다.