전양숙 서울대 의대 생리학과 교수

뼈의 형성을 획기적으로 촉진하는 유전자 조절기전이 국내 연구팀의 의해 처음으로 밝혀져 골절치료의 새 장이 열릴 것으로 기대된다. 전양숙 서울대 의대 생리학과 교수, 김혜진 박사과정(생리학교실), 박종완(약리학교실) 박사팀은 ‘PHF2’라는 단백질이 조골세포(뼈를 만드는 세포)를 활성화시킨다는 연구결과를 30일 발표했다.

조골세포는 ‘Runx2’로 불리는 ‘조골세포 분화 조절인자’에 의해 분화된다. ‘SUV39H1’라는 효소는 Runx2에 메틸기(CH3)를 붙여 제 기능을 하지 못하게 만들어 조골세포 분화를 억제한다. 성장이 끝난 성인들이 키가 크지 않는 것도 같은 기전 때문이다.

이번 연구에서 PHF2는 Runx2에 붙어 있는 메틸기를 제거했다. 이를 통해 제 기능을 회복한 Runx2는 조골세포와 결합해 다시 뼈를 만들기 시작했다. 즉 PHF2의 조절로 뼈 형성이 촉진됐다.
연구팀이 유전자 조작으로 PHF2가 과발현된 쥐를 비교군으로 설정하고 대조군인 정상 쥐와 뼈 형성 속도를 비교한 결과 비교군이 대조군보다 뼈 발달 속도가 훨씬 빨랐다. 또 두개골이 손상된 쥐를 대상으로 한 연구에서도 PHF2가 과발현된 군은 뼈가 더 빠르게 재생됐다.

골절은 가장 흔한 노인성 질환으로 70대 이상의 과반수가 경험한다. 고령 환자의 고관절골절수술 후 사망률은 29%로 매우 높다. 또 골절로 인한 장기 입원은 욕창, 요로감염, 폐렴 등 합병증을 동반한다. 폐경 이후 여성은 골다공증으로 인한 골절을 많이 경험하며, 소아골절 환자 5명 중 1명은 성장판이 손상된다.

2009년 건강보험심사평가원이 발표한 자료에 따르면 골절 치료에 연간 1조500억원이 소요되는 것으로 나타났다. 이 때문에 뼈 형성을 촉진하는 치료제를 개발해 치료기간을 줄이는 게 중요하다. 그동안 성장인자를 골절면에 주입해 골유합을 촉진시키려는 임상 시도가 있었지만 성장인자의 가격이 매우 비싸고 전적으로 수입에 의존하고 있어 성공하지 못했다.

전 교수는 “이번 연구결과를 기반으로 새로운 뼈 형성 촉진 약물을 개발할 것”이라며 “이는 골절치료뿐만 아니라 치아임플란트나 골이식성형술 등 다양한 용도로 사용할 수 있다”고 설명했다. 이어 “지금까지 수입에만 의존하던 고가의 뼈 성장인자를 대체함으로써 의료비 절감에도 크게 도움될 것”이라고 덧붙였다. 

이번 연구결과는 ‘네이처(Nature)’ 자매지인 ‘세포연구(Cell Research, 인용지수 11.98)’ 9월 온라인판에 게재됐다.