[지금은 과학] 비정상 단백질↑, 연골 퇴행성 손상↑

[아이뉴스24 정종오 기자] 국내 연구팀이 연골 퇴행성 손상의 원인을 찾아냈다.

연골은 한 번 손상되면 재생이 어렵다. 노화가 그 대표적 원인으로 꼽혔다. 최근 세포에 비정상적 단백질이 쌓여 연골 손상을 악화할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

유니스트(UNIST, 총장 이용훈) 생명과학과 박태주 교수팀은 아주대 의과대학 양시영 교수팀과 연구를 통해 연골세포의 ERAD(Endoplasmic-Reticulum-Associated protein Degradation) 시스템이 제 기능을 하지 못해 연골 손상이 악화 된다는 이론을 제시했다. 세포의 ERAD 시스템은 비정상적 단백질을 골라 분해할 때 가동되는 대사 경로 중 하나다.

ERAD 복합체 기능이 떨어지면 비정상적 단백질들이 제때 분해되지 못하고 쌓인다. 연골재생이나 새로운 연골조직 생성이 어렵게 된다. ERAD 시스템이 고장 난 연골세포(오른쪽)과 정상 연골세포. [사진=유니스트]

실제 연골조직 손상으로 발병하는 골관절염 환자를 분석한 결과, 이들의 연골세포는 ERAD 시스템 유전자의 활성이 뚜렷하게 줄어들어 있었다. ERAD 시스템 가동에 필요한 단백질들이 제대로 합성되지 못하고 있다는 의미다. 노화에 의한 효과를 배제한 실험 쥐 대상 실험에서도 이와 비슷한 결과를 얻었다.

ERAD 시스템 유전자를 억제한 개구리는 심각한 연골저형성증이 나타났다.

연구팀은 “이 같은 실험 결과는 골관절염의 주요 원인인 연골조직 손상이 노화와 더불어 ERAD 시스템의 기능 저하로 발생할 수 있음을 보여준다”라며 “이번 연구를 통해 ERAD 시스템을 조절하는 방식으로 연골세포의 기능을 향상시켜 손상 연골을 재생하거나 연골 손상을 방지할 수 있는 신약 개발 전략을 제시했다”고 설명했다.

ERAD 시스템은 세포의 소포체 안에서 그 기능을 수행한다. 연골의 주요 성분(ECM 단백질)도 연골세포 소포체 안에서 합성돼 세포 밖으로 배출된다. 연구팀은 이점에 착안해 연구를 시작했다.

연구팀은 “이번 연구로 이제껏 밝혀지지 않았던 연골조직 발생, 골관절염 악화와 세포내 비정상 단백질의 축적 간의 관련성을 파악했다”고 설명했다. 세포 내 비정상 단백질의 축적이 알츠하이머병(치매), 헌팅턴병(진행성 신경계 퇴행성 질환) 같은 질병과 연관돼 있다는 결과는 이미 보고된 바 있다.

UNIST 심효정 박사와 아주대 의과대학 조찬미 박사과정생이 제1 저자로 연구를 진행했다. 연구 결과(논문명: Augmented ERAD (ER-associated degradation) activity in chondrocytes is necessary for cartilage development and maintenance)는 1월 21일(현지시각) 국제 학술지인 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances)에 발표됐다.

/세종=정종오 기자(ikokid@inews24.com)