세포 에너지 만드는 미토콘드리아 손상되면 염증 물질 많아져
(내외방송=정지원 과학전문 기자) 퇴행성 관절염을 일으키는 물질이 발견돼 앞으로 효과적인 치료 전략이 마련될 것으로 전망된다.
KAIST는 31일 '내외방송'에 보낸 자료에서 "김유식 생명화학공학과 교수와 이윤종 분당서울대병원 류마티스내과 교수 공동 연구팀이 골관절염을 유발하는 주요 인자를 찾아냈다"고 밝혔다.
골관절염은 흔히 퇴행성 관절염이라고 불리며 관절 질환 중에서 가장 많이 발생한다.
뼈의 관절면을 감싸고 있는 관절 연골이 마모돼 연골 밑의 뼈가 노출되고, 과절 주변 활액막(관절 주머니를 싸고 있는 막으로 윤활액을 분비함)에 염증이 생겨서 통증과 변형이 발생한다.
연구팀은 골관절염 발병 과정에서 손상된 연골에 염증을 일으켜 세포 사멸을 촉진하는 물질이 '미토콘드리아 이중나선 RNA'라는 것을 알아냈다.
미토콘드리아(산소로 세포 에너지 생산)가 생산하는 이중나선 RNA는 건강산 세포를 유지하기 위해 필수적이지만, 자극이나 스트레스로 인해 외부로 노출돼 비정상적인 면역반응을 일으킬 수 있다.
이 RNA의 비정상적인 면역반응은 세포 사멸과 염증 반응을 촉진한다고 알려졌다.
연구팀은 골관절염에서 미토콘드리아의 손상과 원인을 알 수 없는 면역반응 단백질이 활성화된다는 것을 관찰해 이중나선 RNA가 골관절염 발병에 중요한 기능을 할 것이라는 가설을 세웠다.
연골세포에서 만들어진 골관절염 환경에서 이중나선 RNA가 미토콘드리아 외부로 노출돼 특정 단백질에 인지되면 면역반응이 일어난다는 것이다.
실제로 골관절염을 앓고 있는 인간과 생쥐의 무릎 연골에서도 이중나선 RNA가 증가했다는 것이 확인됐다.
따라서 연구팀은 골관절염을 조기진단할 수 있는 생체지표로서 이중나선 RNA를 주목하고 있다.
김유식 교수는 "골관절염처럼 미토콘드리아 손상이 관찰되는 알츠하이머(퇴행성 뇌질환)을 비롯한 퇴행성 질환의 발병 원인 분석에 이중나선 RNA를 활용한다면 효과적인 치료 전략을 마련할 수 있을 것"이라고 말했다.
한편, 이 연구는 한국연구재단 신진연구자지원사업과 박사과정생 연구장려금 지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
김수진, 이건용 박사과정이 공동 제1저자로 참여한 이 연구는 국제학술지인 '셀 리포트(Cell Reports)'에 지난 9일 게재됐다(논문명: Mitochondrial double-stranded RNAs govern the stress response in chondrocytes to promote osteoarthritis development).
