부갑상선 호르몬 치료는 골관절염의 발병을 늦추는 데 도움이 됩니다.

코넬 연구진은 골다공증 환자 의 뼈 질량을 늘리는 데 일반적으로 사용되는 부갑상선 호르몬을 사전 치료하면 연골 건강을 개선하고 골관절염의 진행을 늦추는 데 도움이 될 수 있다는 사실을 발견했습니다.

코넬 대학교 공과대학의 제임스 M. 및 마샤 매코믹 생체공학 대학원의 마르졸린 반 데르 뮐렌 소장이 이끄는 팀은 또한 퇴행성 관절 질환을 조기에 발견하는 데 사용될 수 있는 유전자 발현 특징을 발견했습니다.

이 연구 결과는 Science Advances 저널 에 게재되었습니다. 이 논문의 공동 저자는 Adrien Antoinette와 Sofia Zimyan입니다.

반 더 뮐렌은 골격에서 역학의 역할과 근골격계(뼈, 연골, 관절)가 체중 지지 및 압박 기술을 사용하여 하퇴와 무릎 관절에 하중을 가하는 방식에 어떻게 반응하는지 연구하는 전문가입니다.

로딩에는 장단점이 있습니다. 골량을 증가시키고 골다공증 치료제로 사용될 수 있습니다. 동시에, 로딩은 골관절염에서 나타나는 퇴행과 유사하게 관절 연골을 손상시킵니다. 반 데르 뮐렌과 그녀의 연구실은 관절 손상 발생에서 뼈가 하는 역할에 점점 더 집중하고 있습니다.

새로운 연구에서 연구팀은 두 단계의 과정을 진행했습니다. 첫째, 골다공증 치료제인 부갑상선 호르몬을 8주 동안 매일 쥐에게 투여하여 골량을 증가시켰습니다. 둘째, 쥐의 경골에 매일 체중 부하를 가하고, 또 다른 골다공증 치료제인 알렌드로네이트를 투여했습니다. 알렌드로네이트는 6주 동안 뼈의 자가 재생(재형성) 능력을 효과적으로 차단했습니다.

이 그림은 6주간 매일 부하 및 치료를 시행한 후의 연골 손상 정도를 부하를 주지 않고 연골 손상이 없는 대조군과 비교한 결과입니다. 연골은 붉은색으로 염색되었고, 뼈는 청록색으로 염색되었습니다. 전반적으로, 부하 전 부갑상선 호르몬 전처리와 부하 중 알렌드로네이트 치료가 연골 손상(붉은색으로 염색된 조직의 소실)이 가장 적고 연골 보존도가 가장 좋았습니다. 출처: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk8402

연구자들은 부갑상선 호르몬이 연골 건강을 직접적으로 개선하고 손상 진행을 늦추는 반면, 알렌드로네이트는 골관절염과 관련된 연골하 뼈 변화를 감소시키는 것을 발견했습니다.

"6주간의 손상 후에도 8주간의 전처리 효과는 여전히 유의미했습니다. PTH는 단순히 골량을 증가시키는 것 이상의 효과를 보였습니다. 연골에도 영향을 미치는 것으로 밝혀졌습니다."라고 반 데르 뮐렌은 말했습니다. "8주 후 쥐의 무릎 연골은 더 두꺼워졌는데, 이는 예상치 못한 결과였습니다. 연골이 두꺼워지면 추가적인 관절 손상을 예방하는 효과가 있는 것으로 보입니다."

연구팀은 실험을 반복하고 전사체 분석을 통해 생쥐의 연골, 뼈, 림프절에서 추출한 RNA의 유전자 발현을 분석했습니다. 관절 손상은 초기 전사체 변화에 반영되었으며, 두 가지 치료법을 병행했을 때 면역 신호 전달의 조기 조절이 나타났습니다.

지미안 박사는 "유전자 발현을 분석한 결과, 두 약물을 함께 투여했을 때 연골 손상과 관련된 유전자 발현을 감소시키는 효과가 가장 컸으며, 특히 면역 유전자 발현을 변화시키는 효과가 컸다"고 말했다.

다음 단계는 부갑상선 호르몬 치료를 통해 골관절염이 발생한 후 진행을 늦추거나 심지어 역전시킬 수 있는지 확인하고, 유전자 특징을 활용하여 이 질병에 대한 조기 진단법을 개발하는 것입니다.

"이러한 결과는 이러한 치료법이 인간에게도 유용할 수 있음을 시사합니다. 그리고 다행스러운 점은 이러한 치료법이 이미 FDA 승인을 받았지만, 이러한 용도로는 승인되지 않았다는 것입니다."라고 반 더 뮐렌은 말했습니다.