노화된 관절을 젊은 관절로 회복시킬 수 있는 가능성이 제시돼 주목된다. 

한국연구재단은 성균관대학교 생명과학과 남지호 대학원생과 양시영 교수, 중앙대학교 윤성일 교수로 구성된 연구팀이 퇴행성관절염을 촉진하는 ZMIZ1 단백질의 작동 기전을 규명하고, ZMIZ1 단백질의 활성을 조절할 수 있는 저분자 화합물을 발견했다고 밝혔다.

퇴행성관절염은 관절 연골세포의 노화에서 시작되는 대표적인 신체 노화 질환으로, 현재 통계청에 따르면 우리나라 65세 이상 고령자 중 약 19.2%가 이 질환으로 고통받고 있다. 

퇴행성관절염의 경우 중증에 이르면 외과적 수술 방법으로 치료해야 하지만, 이러한 치료법들은 근본적인 손상을 억제하거나 회복시키는데 한계가 있어 고령의 환자들에게는 부담될 수 있다. 새로운 치료제 개발의 필요성이 커지고 있지만, 연골세포 노화에 대한 기본적인 연구는 부족한 상황이다. 

연구팀은 노화 조건에서 활성이 증가하는 퇴행성관절염 유도 전사조절인자를 특정하기 위해 연골조직 내 생물체의 DNA 또는 RNA 서열 정보를 포함하는 데이터인 '유전자 시퀀싱 데이터셋'을 이용, 연골세포 노화가 진행된 연골조직에서 ZMIZ1 단백질 발현이 증가하는 것을 발견했다. 
 

▲ K-7174 저분자 화합물을 통한 ZMIZ1 축 저해 및 젊은 관절로의 회복 기전 규명 [자료=한국연구재단 제공]

또한, ZMIZ1이 전사조절단백질인 GATA4와 결합함으로써 관절염의 발병을 가속화한다는 사실도 확인했다. 

여기에 더해 인공지능 기반 스크리닝 플랫폼을 활용하여 저분자 화합물인 K-7174가 ZMIZ1-GATA4의 결합을 억제한다는 것을 밝혀냈다. 

연구팀은 퇴행성관절염 동물에 K-7174를 경구 또는 관절강 내 주사를 통해 투여한 결과, 연골 손상 및 노화 관절이 건강하고 젊은 관절로 회복되는 것을 확인했다. 
 

▲ 퇴행성 관절염에서 ZMIZ1-GATA4 기전과 동물 모델에서의 K-7174 효과 [자료=한국연구재단 제공]

이번 연구는 퇴행성관절염을 가속하는 ZMIZ1-GATA4 기전을 규명하고, 이를 억제하는 약물의 효과를 확인함으로써 질병 회복의 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다. 

양시영 교수는 “노화 연골세포 억제에 중요한 역할을 하는 새로운 인자들의 발견을 통해 더 나은 치료 방법을 개발하는 데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 보인다”고 말했다. 

이번 연구의 결과는 그 우수성을 인정받아 국제학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 3월 5일 공개됐다.

글. 우정남 기자 insight1592@gmail.com