서울대학교 치과대학 김홍희 교수 연구팀은 파골세포 (Osteoclast)의 분화 과정 중 만들어진 스핑고신-1-포스페이트(Sphingosine-1-Phosphate, S1P)라는 생리활성 지질이 뼈의 대사에 중요한 역할을 한다는 것을 세계 최초로 규명 하였다.
이 연구는 과학기술부의 21세기 프론티어연구개발사업인 ‘프로테오믹스이용기술개발사업단’(단장: KIST 유명희 박사)의 지원으로 이루어졌다.
인체의 뼈는 매일 조금씩 분해되고, 분해된 양만큼 새로운 뼈로 채워짐으로써 항상성을 유지하는 매우 역동적인 기관이다. 뼈를 분해하는 파골세포 (Osteoclast)와 뼈를 재생하는 조골세포(Osteoblast)중 한 가지 세포의 활성이 증가하거나 감소하게 되면, 항상성 파괴로 인한 여러 질병들이 일어날 수 있다. 뼈를 흡수 하는 파골세포의 활성이 증가하게 되면, 뼈의 분해가 촉진, 뼈가 얇아지고 쉽게 부러지는 골다공증과 같은 질병이 일어나게 되며, 조골세포의 활성이 증가하게 되면, 골밀도의 증가로 뼈의 기형이나 골 석화증이 일어나게 된다.
이렇듯 두 세포의 상호작용이 골밀도를 유지하는 중요 인자로 작용하는데, 스핑고신-1-포스페이트(S1P)가 파골세포와 조골세포의 상호작용을 조절, 골 대사에 관여 한다는 것이 본 논문에 수록된 주 내용이다. 스핑고신-1-포스페이트는 파골세포의 분화 과정 중에 생성되어 세포 밖으로 빠져나와 한편으로는 조골세포를 분해된 뼈 조직으로 불러들여 부족한 뼈를 채울 수 있도록 도와주는 역할을 수행하였다. 또 한편으로는, 조골세포에서 발현하는 파골세포 분화인자(RANKL: 랑클)의 레벨을 증가시켜서 파골세포의 분화를 촉진함을 발견한 것이다. 이런 연구결과는 골대사에서 세포들의 상호작용이 매우 중요함을 밝힌 것이며, 스핑고신-1-포스페이트(S1P)가 골 대사 이상으로 인한 골 질환의 새로운 표적이 될 수 있음을 시사한다.
본 연구의 주 연구자인 류지윤 박사(서울대 박사후과정)는 "골 대사과정에서 파골세포가 뼈를 흡수해 없애면 조골세포가 새로운 뼈를 만들어 채우는 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있는데 이 들 두 세포간의 상호작용이 어떠한 식으로 이루어지는지에 대하여는 잘 알려져 있지 않았다. 이 번 연구는 파골세포와 조골세포간의 커뮤니케이션에 대한 새로운 기전을 밝혀 골 대사에서의 세포간 상호작용의 중요성에 대한 연구의 새로운 전기를 마련하였다"라고 밝혔다.
※ 파골세포(Osteoclast) 란?
뼈 조직의 흡수(분해)를 일으키는 세포로서, 모노사이트-마크로파지 계통의 전구세포가 파골세포 분화인자인 랑클 (RANKL)의 신호를 받으면 다핵의 파골세포로 분화하게 됨. 골다공증과 같은 질환에서 파골세포가 증가하여 골밀도가 감소 됨. 류마티스성 관절염, 치주염과 같은 염증 조건에서도 파골세포의 분화가 증가하여 뼈의 파괴가 증가하게 됨.
※ 조골 세포(Osteoblast) 란?
중간엽줄기세포에서부터 분화하여 생성되는 세포로 골질을 만들어 골밀도를 증가 시킴. 파골세포 분화인자인 랑클(RANKL)을 발현하여 파골세포의 분화에도 관여 함.
※ 스핑고신-1-포스페이트(Sphingosine-1-phosphate; S1P) 이란?
스핑고신 키나아제(Sphingosine Kinase) 에 의해 스핑고신(Sphingosine)에 인산이 결합되어 만들어진 생리 활성 물질임. 스핑고신-1-포스페이트는 세포 밖에서는 그 자신이 세포막의 수용체에 결합하는 신호가 되기도 하며, 세포내에서는 다른 신호에 반응하는 신호전달 물질로서도 작용하는 이중적 역할이 있음.
※ S1P 수용체 (Sphingosine-1-phosphate receptor; S1PR) 이란?
스핑고신-1-포스페이트가 결합하는 세포막에 존재하는 수용체.
출처: 과학기술부 |
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