국내 연구진, '퇴행성관절염' 원인 세계 최초로 밝혀냈다

[이데일리 김정훈 기자]

[이데일리 이연호 기자] 국내 연구진이 그동안 원인이 불명확하던 퇴행성관절염의 원인을 세계 최초로 밝혀내는 성과를 거뒀다. 단순히 노화에 따른 부수적인 질병으로 인식되던 퇴행성관절염이 동맥경화처럼 콜레스테롤 대사에 의해 유발되는 대사성 질환임을 밝혀 내면서 퇴행성관절염의 예방 및 치료법 개발에 새로운 실마리를 제공할 수 있을 전망이다.

7일 과학기술정보통신부에 따르면 전장수 교수(광주과학기술원)와 류제황 교수(전남대학교) 공동 연구팀은 관절연골 콜레스테롤이 퇴행성관절염을 일으키는 원인임을 세계 최초로 증명했다.

콜레스테롤(cholesterol)은 지방 성분의 일종으로 생명 현상 유지에 필수적인 성분이지만 동맥경화나 치매 등 다양한 질병을 일으키기도 한다. 퇴행성관절염(osteoarthritis)이란 관절을 보호하고 있는 연골의 손상이나 퇴행성 변화로 인해 관절 연골이 파괴되고 염증과 통증이 발생하는 질환이다.

관절 연골이 점진적이고 비가역적으로 닳아 없어져 유발되는 퇴행성 관절염은 삶의 질을 떨어뜨리는 대표적인 퇴행성질환(관절질환)이지만 현재까지 명확한 발병원인이 밝혀지지 않아 근본적인 예방 및 치료 방법이 개발되지 않고 있다.

과기정통부에 따르면 퇴행성관절염은 가장 흔한 퇴행성질환으로 발생 빈도는 60세 이상 세계 인구의 약 30%로 추정되고 우리나라의 경우 급속한 인구 고령화로 인해 사회적·경제적으로 큰 문제를 야기할 것으로 예측되고 있다.

퇴행성관절염은 세계 전체 인구의 10~15%, 국내에만 약 441만 명의 환자가 있으며 고령화에 따라 연평균 4%의 증가 추세를 보이고 있다. 이에 따라 국내외 퇴행성관절염 시장은 지속적으로 성장해 세계 시장 규모는 지난해 기준 406억 달러(약 45조6300억 원)를 나타내고 있다. 하지만 현재까지 인공관절 수술과 같은 수술적 방법이나 소염진통제에 의한 통증완화 등에 그치고 있고 근본적인 예방이나 치료방법은 미개발 상태다.

연구팀은 정상연골에 비해 퇴행연골에서 콜레스테롤이 비정상적으로 많이 유입돼 증가하고 그에 따라 증가된 콜레스테롤 대사산물이 일련의 과정을 거쳐 퇴행성관절염을 유발함을 밝혀냈다. 구체적으로 연구팀은 생쥐에서 고농도의 콜레스테롤 식이요법이 퇴행성관절염의 진행을 촉진시키고, 사람 및 동물의 정상연골에 비해 퇴행연골에서 콜레스테롤의 양이 비정상적으로 증가해 있는 것을 확인해 콜레스테롤과 퇴행성관절염 발병 간의 높은 상관성을 확인했다.

퇴행 연골세포에서 증가된 콜레스테롤은 ‘CH25H’ 및 ‘CYP7B1’이라는 콜레스테롤 수산화 효소에 의해 옥시스테롤로 변환되고 생성된 ‘25-HC’ 및 ‘7α 25-HC’라는 옥시스테롤은 전사인자(transcription factor)인 ‘RORα’를 활성화시켜 연골기질을 분해하는 다양한 효소들의 발현을 유도함으로써 연골조직을 파괴하는 것을 밝혔다. 이 연구 결과에 따르면 관절연골에서 콜레스테롤의 유입을 차단하거나 ‘CH25H’ 및 ‘CYP7B1’에 의한 콜레스테롤 대사의 억제, 또는 전사인자인 ‘RORα’의 활성억제 등은 모두 퇴행성관절염을 억제하는 것이 증명됐다.

전장수·류제황 교수는 “이 연구는 퇴행성관절염이 단순히 노화에 따른 부수적인 질병이 아니라 동맥경화처럼 콜레스테롤 대사에 의해 능동적으로 유발되는 대사성 질환임을 밝혀낸 것”이라며 “퇴행성관절염의 예방 및 치료법 개발에 새로운 실마리를 제공할 것으로 기대한다”고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구는 과학기술정보통신부 기초연구지원사업(개인연구·집단연구)의 지원으로 수행됐다. 연구 성과는 세계 최고 수준의 국제학술지 네이처(Nature) 2월 7일자에 게재됐다.