국내연구진이 퇴행성관절염을 유발하는 신규 수용체의 존재를 규명하고, 이를 효과적으로 억제하는 항체치료제 개발에 성공해 관절주사에 의존했던 퇴행성관절염 치료에 청신호가 켜졌다.

한국연구재단 양시영 교수와 윤성일 교수 연구팀은 관절염 관련 유전자인 Activin A를 억제하고, 연골파괴를 완화하는 퇴행성관절염 치료 기술을 제안했다.

퇴행성관절염은 고령화 시대의 대표 질환이지만, 현재까지 외과적 수술 또는 연골주사와 같은 일시적인 통증완화 치료 외에 근본적인 치료법이 없어 효과적인 항체치료제 개발이 시급한 상황이다.   

연구팀은 퇴행성관절염이 관절의 조직 세포에서 분비하는 병원성 시토카인(cytokine) 및 성장인자와 수용체의 상호작용에 의해 촉진되는 점에 주목하고, 이들 단백질과 수용체의 결합을 막는 수용체 차단제(blocker) 개발을 통해 근본적인 예방 및 치료법 개발에 나섰다. 

연구팀은 관절염 환자 조직을 분석하여 퇴행성관절염을 유발하는 새로운 병인 수용체 ACVR2B를 선별하고, 관절염 환자와 관절염 동물 모델의 관절 조직에서 ACVR2B의 발현이 증가함을 확인했다.

또한 슈퍼컴퓨터를 이용한 질병 모델 시뮬레이션을 통해 관절염 관련 유전자인 Activin A가 수용체 ACVR2B 및 Nox4와 세포막에서 결합하고, 연골파괴를 매개하는 이화인자의 발현을 증가시켜 퇴행성관절염 발병이 가속화되는 기전을 규명헸다.

더불어 Activin A와 결합하는 ACVR2B를 억제하였을 때, 다양한 형태의 퇴행성관절염이 억제됨도 확인했다.

연구팀은 Activin A-ACVR2B-Nox4 간 신호전달체계를 억제하는 수용체 타입의 ACVR2B-Fc를 제작하여, 퇴행성관절염 동물 모델 무릎 연골에 주입한 결과 연골의 파괴 정도가 완화됨을 확인했다. 

ACVR2B-Fc를 활용한 표적 항체치료제는 국소적으로 주입이 가능해 혈관을 통해 주입하는 일반 항체치료제 보다 부작용이 없고 관절에만 영향을 주는 장점이 있다. 

양시영 교수는 “퇴행성 관절염을 유발하는 병인 수용체 ACVR2B를 중심으로 세포 간 신호전달체계를 규명하고 이를 억제하는 항체치료제를 발굴하여 퇴행성관절염 극복의 실마리를 찾았다”며 “앞으로 중대형 동물을 활용한 전임상 연구 및 독성평가 등의 후속연구를 통해 실용화·산업화 기반을 마련하겠다”라고 계획을 밝혔다. 

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 및 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행한 이번 연구 결과는 국제학술지 'Advanced Science'에 게재됐다.