미 국립보건원 산하 국립 알레르기 및 감염증연구소(NIAID: National Institute of Allergy and Infectious Diseases)의 연구진은 Nature 최근호(온라인판)에 실린 논문에서, "혈액 중의 특정 염증매개물질이 뼈의 생성과 파괴 간의 균형을 유지하는 데도 중요한 역할을 한다"고 발표하였다. 이는 골다공증과 류마티스 관절염 등 뼈와 관련된 퇴행성질환을 치료하는 새로운 치료표적을 제시하는 것으로 학계의 주목을 받고 있다.

뼈는 역동적인 조직으로서 끊임없이 증식과 붕괴를 거듭한다. 뼈의 붕괴는 골흡수(bone resorption)라고도 하는데, 파골세포(osteoclasts)라는 전문세포에 의해 발생한다. 미성숙 파골세포는 혈류를 순환하다가 뼈의 표면으로 이동하여 성숙하여 골기질(bone matrix)를 붕괴시키기 시작한다. 정상적인 상황에서 골흡수는 뼈를 형성하는 세포, 즉 조골세포(osteoblasts)의 활동과 균형을 이룬다. 그러나 골다공증과 같은 골파괴 질환(bone-destructive disease)을 가진 환자는 이러한 균형이 골흡수 쪽으로 기울어 골밀도(bone density)가 낮아진다.

현재 골파괴질환을 치료하는 대부분의 요법은 성숙한 파골세포를 표적으로 하고 있다. 그러나 미성숙 파골세포가 뼈로 동원되는 과정을 이해하여 이 동원과정에 관여하는 신호를 밝혀낼 수 있다면, 골파괴질환을 근본적으로 치료하는 새로운 표적을 제시할 수 있다. 일본 오사카 대학 출신의 NIAID 방문연구원인 이시 마사루 박사는 미성숙 파골세포의 동원을 조절하는 신호전달과정에 관심을 갖고 연구를 계속해 왔다. 그는 선행연구에서 S1P(sphingosine-1-phosphate)라는 화학유인물질(chemoattractant)이 미성숙 파골세포를 동원하는 역할을 한다는 사실을 밝혀낸 바 있다.(S1P의 본래 역할은 면역세포의 림프절 출입을 제어하는 것으로 알려져 있었다.)

미성숙 파골세포는 S1P에 반응하는 특정 백혈구와 동일한 줄기세포에서 유래하므로, `S1P가 파골세포의 이동과정에 중요한 영향력을 행사한다`는 것은 어찌 보면 당연한 추론이라고 할 수 있다. 이시 박사는 NIAID의 로널드 저메인(Ronald Germain) 박사 연구팀과 함께 살아있는 마우스를 대상으로 "S1P가 미성숙 파골세포의 동원을 조절하는지"의 여부를 구체적으로 밝혀내는 연구에 착수하였다.

연구진은 독특한 영상화기법(Intravital two-photon imaging)을 이용하여 미성숙 파골세포가 S1P에 반응하여 이동하는 과정을 확인할 수 있었다. 연구진은 다음 단계로, 이러한 현상이 실제로 in vivo에서 골다공증의 발생에 어떠한 영향을 미치는지를 확인하는 연구에 착수하였다. 연구진은 세포의 표면에 S1P 수용체를 보유한 마우스와 S1P 수용체가 결핍된 마우스의 골밀도를 비교하였다. 그 결과 기능적 S1P 수용체를 보유한 마우스는 그렇지 않은 마우스에 비해 골밀도가 높은 것으로 밝혀졌다. 연구진은 폐경후 골다공증(postmenopausal osteoporosis) 마우스모델에게 합성 S1P 활성화제(FTY720)를 투여하고 골밀도가 향상되는지를 측정하였다. 그 결과 FTY720를 투여받은 마우스는 뼈 속의 미성숙 파골세포가 감소하고 골밀도가 향상되는 것으로 나타났다.

"「S1P가 파골세포의 이동과정에서 중요한 역할을 한다」는 것은 골면역학(osteoimmunology)의 존재이유를 증명하는 물증을 제시한다. 골면역학이란 `면역학`과 `골대사학`이 만나는 새로운 학문분야로서, 많은 흥미로운 연구과제를 갖고 있는 분야이다."라고 저메인 박사는 논평했다. 이번 연구는 미성숙 파골세포를 표적으로 하는 새로운 골다공증 치료방법을 제시하는 것으로서, (성숙한 파골세포를 대상으로 하는) 기존의 치료법과 병용할 경우 골다공증을 보다 효과적으로 치료하는 데 크게 기여할 것으로 보인다.

SOURCE: "Sphingosine-1-phosphate mobilizes osteoclast precursors and regulates bone homeostasis", Nature, Feb 8, 2009.rhf

출처 : http://www.sciencedaily.com/releases/2009/02/090208133139.htm