골다공증 치료 성공률 높일 방법 찾았다…“신약·보조제 개발 실마리”

KBSI·상계백병원, 골-면역 세포 연구해 새 골다공증 치료제 개발과 처방 가이드라인 제시
세계 최초로 골다공증 치료제 실패 환자들의 이형성 보고

김건화 한국기초과학지원연구원(KBSI) 디지털오믹스연구부 책임연구원 연구진은 장동균 인제대 상계백병원 정형외과 교수 연구진과 전 세계적으로 매우 흔한 근골격계 질환이자 노년 골절의 원인 ‘골다공증’의 치료 성공률을 높일 방법을 찾았다./조선일보DB

국내 연구진이 전 세계적으로 매우 흔한 근골격계 질환 ‘골다공증’ 치료제의 성공률을 높일 방법을 찾았다.

김건화 한국기초과학지원연구원(KBSI) 디지털오믹스연구부 책임연구원 연구진은 장동균 인제대 상계백병원 정형외과 교수 연구진과 공동연구를 통해 골다공증 대표 치료제인 비스포스포네이트 치료에 따른 골-면역 세포의 이형성을 세계 최초로 규명했다고 20일 밝혔다.

노년 인구 골절의 주원인인 골다공증은 심각한 사회경제적 부담을 일으키는 중요한 보건 문제로 떠오르고 있다. 이러한 골다공증은 환자에 따라 치료제 반응성이 달라 치료제 처방에도 골밀도 개선이 일어나지 않는 환자들이 존재하지만 그 원인에 관한 연구는 미흡하다.

연구진은 뼈의 형성과 흡수에 관여하는 골세포가 면역세포와 밀접한 관련이 있다는 점을 활용해 60세 이상 폐경기 여성을 대상으로 말초 혈액에 있는 면역세포들을 분석했다. 장동균 교수 연구진은 다년간의 환자 추적 조사를 통해 60세 이상 폐경기 여성 중 골밀도가 정상인 그룹, 골다공증을 진단받아 비스포스포네이트를 처방받은 환자 그룹의 데이터를 모으고, 치료제가 성공한 경우와 실패한 경우로 구분했다.

이어 김건화 연구원 연구진은 세포 하나에서도 RNA 서열을 분석할 수 있는 단일세포 전사체 분석 플랫폼을 활용해, 임상 샘플에 존재하는 이질적인 세포 타입, 세포 간의 신호 네트워크, 세포 특이적인 유전자 발현을 파악하는 기술을 접목했다. 그 결과, 골다공증 치료 실패 환자에게서 높게 나타나는 자연살해세포(Natural killer cell)의 비율과 치료 실패 환자에서 특이적인 단백질 발현이 크게 달라지는 세포 간 신호 네트워크를 발견했다.

특히 정상 그룹 대비 골다공증 환자 그룹에서 차이 나는 유전자를 찾았다. 또 치료제가 성공한 그룹 대비 치료제 실패 그룹에서 차이 나는 유전자 역시 발견했다. 이런 유전자가 골다공증 진단의 정확도를 높일 수 있다는 게 연구진의 설명이다. 연구진은 “이들 타깃을 다양한 연구에 응용할 수 있을 뿐 아니라 신약과 보조제 표적으로도 사용할 수 있다”고 설명했다.

장동균 교수는 “국내 최고 수준의 골다공증 환자 데이터베이스를 보유하고 있는 상계백병원에서 확보한 희귀 임상 샘플을 연구에 사용해 환자들에게 더 나은 치료를 제공할 가능성을 마련한 데 의의가 있다”며 “이번 연구 성과는 다른 골다공증 약제의 치료제 반응성에 관한 확장 연구를 수행하는 기반이 될 것”이라고 밝혔다.

김건화 책임연구원은 “실제 임상 환경에서 관찰되는 미충족 수요인 ‘치료제 실패 원인’을 규명하기 위해, KBSI가 보유한 첨단 분석 플랫폼인 단일세포 표현형체 분석 시스템을 활용해 아직 밝혀지지 않았던 면역세포 이형성을 세계 최초로 보고할 수 있었다”며 “기존 치료제의 한계를 파악하고 분석한 이번 연구는 장차 개선된 치료제와 보조제를 개발하거나, 환자 맞춤형 치료 가이드라인을 제시하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘미 국립과학원회보(PNAS)’에 이달 12일 온라인 게재됐다.

참고 자료

PNAS(2024), DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2316871121

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