광고
광고
광고

식약일보 KFDN 식품과 의약 뉴스

단백질 수용체 활용한 경조직 재생 기전 발견, 치아·뼈 재생에 새 전망 열려

강경남 기자 | 기사입력 2024/01/26 [21:42]

세포막 단백질 수용체 조절해 뼈·치아 재생하는 유전자 발현 촉진
“후속 연구 통해 상용 가능한 약물 개발할 것”

단백질 수용체 활용한 경조직 재생 기전 발견, 치아·뼈 재생에 새 전망 열려


세포막 단백질 수용체 조절해 뼈·치아 재생하는 유전자 발현 촉진
“후속 연구 통해 상용 가능한 약물 개발할 것”

강경남 기자 | 입력 : 2024/01/26 [21:42]

연세대학교 치과대학 보존과학교실 김도현 교수와 서울대학교 치의학대학원 구강미생물학 및 면역학교실 김진만 교수‧박소영 연구원, 차의과학대학교 정형외과학교실 이순철 교수 공동 연구팀은 호르몬 신호를 세포로 전달하는 단백질 GPCR 활성을 억제해 경조직을 생성하는 세포 분화를 유도하고 뼈와 치아의 재생에 관여하는 유전자 발현을 촉진할 수 있다고 26일 밝혔다.

 

 

이번 연구는 바이오머티리얼스(Biomaterials, IF 14.0) 학술지에 최신호에 게재되었다. GPCR은 세포막에 존재하는 단백질로, 세포 밖의 호르몬 신호를 세포 내로 전달하는 역할을 한다. 이는 신약 개발에서 주목받는 단백질 중 하나이나, 현재까지는 뼈나 치아 등의 경조직 재생 분야에서의 활용이 제한적이었다.

 

연구팀은 GPCR의 활성도를 조절하여 경조직 생성 유전자의 발현을 조사했다. 이를 위해 마이크로어레이(microarray) 판독을 통해 치아의 치수줄기세포(human dental pulp stromal cell, hDPSC)에서 나오는 다양한 GPCR을 분석했고, 그 중에서도 발현량이 가장 많은 클래스 A GPCR을 찾아냈다.

 

이후 연구팀은 이러한 GPCR을 타깃으로 하는 억제제를 사용하여 치수 및 골수줄기세포에 투여했다. 실험 결과, 뼈와 치아의 재생과 관련된 유전자들의 발현량이 증가함을 확인했다. 추가적으로 차세대 염기 서열 분석을 통해 GPCR 억제제가 경조직 재생 유전자를 어떻게 발현시키는지도 확인했다.

 

↑(A) GPCR 억제제를 통한 경조직 재생 기전

GPCR 억제제를 투여하면 세포 내 신호전달체계를 따라 PI3K, AKT, MDM2 단백질이 순차적으로 감소하고, 결과적으로 p53 단백질이 증가하여 줄기세포의 경조직 생성 세포로의 분화를 촉진한다.

↑(B, C) GPCR 억제제 투여시 치아 경조직 및 골조직 생성량 비교

(B) 성견 치아에 GPCR 억제 약물을 투여한 경우 투여하지 않은 대조군과 비교하여 많은 양의 경조직이 재생되는 것을 확인했다.

↑(C) 쥐 두개골 결손부에 GPCR 억제 약물을 투여한 경우 투여하지 않은 대조군과 비교하여 많은 양의 골조직이 재생되는 것을 확인했다.

 

이 연구의 핵심은 GPCR 억제가 세포 내에서 PI3K, AKT, MDM2 단백질을 억제하고 p53 단백질을 증가시킴으로써 경조직 생성 유전자의 발현을 촉진한다는 점이다. 마우스 실험을 통해 GPCR 억제제를 사용한 경우, 뼈와 치아의 양이 현저하게 증가한 것으로 나타났다.

 

김도현 교수는 이번 연구를 통해 "약물 개발 분야에서 가장 많이 연구되는 GPCR을 경조직 재생과 연관지어 연구한 것은 처음"이라며 "동물 실험을 통해 실제 경조직 재생 효과를 확인했기 때문에 약물 개발에 큰 기여를 할 것"이라고 밝혔다.

 

이번 연구는 2023년에 발표된 치수줄기세포의 옥시토신 수용체 활성 조절을 통한 치아 경조직 재생 기전을 다룬 이전 연구에 이어진 후속 연구로, 과학기술정보통신부 한국연구재단 기초연구실지원사업과 보건복지부 보건산업진흥원 치의학 의료기술 연구개발사업의 지원을 받아 진행됐다.

 

  • 도배방지 이미지

광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고