[한국대학신문 이정환 기자] 폐경 후 골다공증은 파골세포의 골흡수가 증가하는 동시에 조골세포의 골형성이 감소하면서 골 재형성의 균형이 무너져 발생한다. 현재 사용되는 골다공증 치료제는 주로 골흡수를 억제하거나 골형성을 촉진하는 방식으로 작용하며, 일부 이중효과 치료제 역시 투여 기간과 안전성, 비용 및 순차치료 등의 한계가 있어 골흡수와 골형성을 동시에 조절할 수 있는 새로운 분자 표적의 발굴이 필요하다.

단백질의 기능과 안정성을 조절하는 번역 후 변형이 골세포의 분화와 기능에 관여한다는 사실은 알려져 있었지만, 파골세포와 조골세포의 핵심 조절인자를 하나의 기전으로 동시에, 서로 반대 방향으로 조절하는 분자기전은 충분히 규명되지 않았다. 서울대 의대 전양숙 교수 연구팀은 이에 주목해 단백질 번역 후 변형인 네딜화(neddylation)가 파골세포와 조골세포를 동시에 조절해 골 재형성의 균형을 결정하는 핵심 분자 스위치로 작용할 가능성을 규명하고자 했다.

* 파골세포(Osteoclast) : 오래된 뼈 조직을 분해하고 흡수하는 세포. 활성이 지나치게 증가하면 골소실이 발생한다.

* 조골세포(Osteoblast): 뼈의 기질을 만들고 무기질을 침착시켜 새로운 뼈를 형성하는 세포.

* 번역 후 변형(Post-translational modification): 단백질이 만들어진 뒤 특정 화학물질이나 작은 단백질이 결합해 단백질의 안정성, 위치 또는 활성이 변화하는 과정.


전양숙 교수 연구팀은 골다공증에서 증가한 네딜화가 파골세포와 조골세포를 서로 반대 방향으로 조절함으로써 골 재형성의 불균형을 유발한다는 새로운 분자기전을 규명했다. 네딜화는 파골세포에서 NFATc1의 안정성을 높여 골흡수를 촉진하는 반면, 조골세포에서는 Runx2의 분해를 유도해 골형성을 억제했다. 이를 통해 네딜화가 골흡수와 골형성을 동시에 조절하는 핵심 조절축임을 제시했다.

* 네딜화(Neddylation): NEDD8이라는 작은 단백질이 표적 단백질에 결합하는 번역 후 변형. 표적에 따라 단백질의 안정성이나 활성을 증가 또는 감소시킬 수 있다.

연구는 네딜화를 조절함으로써 골흡수 억제와 골형성 촉진을 동시에 유도할 수 있는 새로운 골다공증 치료전략의 가능성을 제시했다. 실제 골다공증 동물모델에서 네딜화 억제제 MLN4924를 통해 골밀도와 골량 및 골 미세구조가 개선되고 골흡수와 골형성 지표가 함께 회복됨을 확인했다. 향후 골조직에서 선택적으로 네딜화를 조절할 수 있는 치료전략으로 발전시킨다면, 골 재형성의 균형을 회복하는 차세대 이중작용 골다공증 치료제 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.




출처 : 한국대학신문 - 411개 대학을 연결하는 '힘'(https://news.unn.net)