“100만명 고통받는 침묵의 ‘이 질환’” 새 치료제 나온다

[헤럴드경제=구본혁 기자] “조그만 일에도 와르르 온 몸이 무너질 수 있는 무서운 골다공증. 새 치료제 나올 수 있을까”

지난해 국내 골다공증 환자 수는 106만명으로 전년 대비 약 2배 이상 증가했다.

국내 연구진이 뼈를 분해하는 파골세포의 대사 과정에 핵심 역할을 하는 대사 물질 효소를 발견했다. 향후 골다공증, 퇴행성 골질환 등 치료제 개발에 중요한 전환점이 될 것으로 보인다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 서울서부센터 황금숙 박사 연구팀이 이화여자대학교 생명과학과 이수영 교수 연구팀과 공동으로 파골세포의 분화를 촉진하는 대사물질인 분지사슬아미노산(BCAA)의 대사를 조절하는 효소를 세계 최초로 발견했다고 31일 밝혔다.

인체 뼈는 낡은 뼈를 파괴하는 파골세포와 새 뼈를 만드는 조골세포가 상호 작용해 항상성을 유지한다. 하지만, 나이가 들면서 뼈의 파괴가 상대적으로 빨라지거나 뼈의 생성이 불충분한 경우 균형이 깨지면서 뼈에 구멍이 생겨 골밀도가 낮아지고, 이로 인해 작은 충격에도 쉽게 부러질 수 있는 상태가 된다. 이를 골다공증이라고 한다.

현재까지 뼈의 항상성 유지에 중요한 파골세포의 분화 과정에서 포도당 대사가 가속화된다는 것과 분화에 영향을 미치는 일부 대사물이 보고된 바 있으나, 파골세포의 대사 관련 조절 물질들에 대해서는 정확히 알려진 바가 없었다.

연구팀은 KBSI 서울서부센터에 설치된 첨단 선도연구장비인 800 MHz 핵자기공명분광기-질량분석기 시스템을 이용, 파골세포 분화 중 대사 물질 분석을 통해 파골세포의 분화가 진행됨에 따라 세포 내 분지사슬아미노산이 증가하고, 파골세포의 후기 분화 단계에서 분지사슬아미노산이 필요함을 확인했다.

파골세포 분화에는 분지사슬아미노산이 필요하지만, 이 중 발린이 가장 중요한 영향을 준다는 사실을 관찰했고, 관련 효소 중 하나인 분지사슬아미노전달 효소1(BCAT1)이 파골세포의 분화를 촉진하고 있음을 밝혔다.

분지사슬아미노전달 효소1(BCAT1)이 줄어들면 분지사슬아미노산에 의한 대사 활성도 줄게 되어 파골세포의 성숙이 억제되는 결과를 낳을 수 있다.

기존 대부분의 골다공증 치료 연구는 파골세포의 분화 또는 활성을 직접적으로 줄이는 데 중점을 뒀다. 반면 이번 연구는 대사 과정에 초점을 맞춰 분지사슬아미노전달 효소1(BCAT1)이 뼈세포 형성과 항상성을 조절할 수 있다는 것을 세계 최초로 규명한 것이다. 이로써 향후 파골세포의 분화를 조절할 수 있는 골다공증 치료제 개발에 새로운 치료 표적이 될 수 있음을 제안했다.

이번 연구결과는 생화학분야 국제학술지 ‘실험 및 분자의학(Experimental & Molecular Medicine)’ 6월 27일 게재됐다.

황금숙 박사는 “이번 연구는 파골세포의 대사물질 분석을 통해 골격 질환의 잠재적인 치료 표적을 발굴한 성과”라며 “향후에도 KBSI가 보유한 최첨단 선도연구장비 플랫폼을 활용해, 난치성 및 대사성 질환 등의 진단 및 약물 개발 연구를 확대해 나갈 계획”이라고 밝혔다.