단백질 수용체 조절해 부러진 뼈 ‘자연 재생’ 가능성 확인

GPCR 활성 억제, 경조직 생성 세포 분화 유도
뼈, 치아 등 재상 관여 유전자 발현 촉진
“후속 연구로 상용 가능한 약물 개발할 것”

김도현 연세대학교 치과대학 보존과학교실 교수. [연세의료원 제공]

[헤럴드경제=고재우 기자] 국내 연구진이 단백질 수용체를 조절해 뼈, 치아 등 경조직 재생을 유도하는 기전과 약물을 밝혀냈다. 부러진 뼈 등 자연 재생 가능성을 확인한 셈인데, 연구진은 후속 연구를 통해 상용 가능한 약물 개발에 나설 계획이다.

연세의료원은 김도현 연세대학교 치과대학 보존과학교실 교수 등 공동 연구팀이 호르몬 신호를 세포로 전달하는 G단백질 연결 수용체(GPCR) 활성을 억제해 경조직을 생성하는 세포 분화를 유도하고, 뼈와 치아의 재생에 관여하는 유전자 발현 촉진을 확인했다고 26일 밝혔다.

이번 연구 결과는 생체재료분야 국제학술지 바이오머티리얼스 최신 호에 게재됐다.

연세대학교 치과대학 전경. [연세의료원 제공]

연구팀은 GPCR의 활성도를 조절하며 경조직 생성 유전자의 발현 정도를 파악하는 연구를 진행했다. 우선 세포의 유전자 분석을 통해 치아 안쪽에 자리한 치수줄기세포(hDPSC)에서 나오는 484종의 GPCR을 파악했다. 그중 발현량이 가장 많은 클래스(class) A GPCR을 발견했다.

연구팀은 클래스 A GPCR을 타깃으로 하는 GPCR 억제제를 치수 및 골수줄기세포에 투여했다. 그 결과 뼈와 치아의 재생과 관련된 유전자들의 발현량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

차세대 염기 서열 분석(NGS)을 통해 GPCR 억제제가 경조직 재생 유전자를 발현하는 과정도 확인했다. GPCR을 억제하게 되면, 세포 내 신호전달체계인 PI3K, AKT, MDM2 단백질이 함께 억제되고, 결국에는 p53 단백질이 증가한다. p53이 증가하면서 경조직을 생성하는 유전자의 발현량도 함께 늘어나는 것으로 나타났다.

경조직 생성 유전자의 발현 기전을 확인한 연구팀은 GPCR 억제제를 실험용 쥐의 두개골 결손부위와 개의 치아에 주입했고, 그 결과 억제제를 투여하지 않은 대조군과 비교해 새로 자라난 뼈와 치아 조직의 양이 현저하게 증가했다.

김도현 교수는 “이번 연구는 약물 개발에서 가장 많이 활용하는 GPCR을 뼈와 치아 등 경조직 재생과 연결지은 첫 연구”라며 “동물 실험을 통해서 실제 경조직 재생 효과를 확인한 만큼 실제 상용화될 수 있는 약물 개발에 더욱 박차를 가할 것”이라고 말했다.

ko@heraldcorp.com