새로운 뼈 회복제로서의 가능성을 보여주는 천연 펩타이드

버밍엄의 연구자들은 자연적으로 발생하는 펩타이드(소형 단백질)인 PEPITEM이 기존 약물에 비해 확실한 장점을 가지고 있어 골다공증 및 기타 뼈 손실 질환을 치료하는 새로운 치료제로서 유망하다는 것을 보여주었습니다.

PEPITEM(펩타이드 내피세포 이동 억제제)은 2015년 버밍엄 대학교 연구원들에 의해 처음 발견되었습니다.

Cell Reports Medicine 저널 에 최근 게재된 연구에 따르면 PEPITEM이 연령 관련 근골격계 질환을 역전시키는 새로운 조기 임상 개입으로 사용될 수 있다는 것이 처음으로 밝혀졌습니다. 데이터에 따르면 PEPITEM은 동물 모델에서 골 무기질화, 형성 및 강도를 향상시키고 골 손실을 역전시킵니다.

뼈는 평생 동안 끊임없이 형성, 재생, 재형성됩니다. 매년 인체 뼈의 최대 10%가 뼈를 형성하는 조골세포와 뼈를 파괴하는 파골세포라는 두 세포 간의 복잡한 상호작용을 통해 교체됩니다. 이처럼 정교하게 조율되는 과정이 중단되면 과도한 뼈 파괴를 특징으로 하는 골다공증이나 류마티스 관절염, 또는 비정상적인 뼈 성장을 수반하는 강직성 척추염과 같은 질병이 발생합니다.

가장 흔히 사용되는 골다공증 치료제(비스포스포네이트)는 파골세포를 표적으로 삼아 추가적인 골 손실을 예방합니다. 새로운 골 형성을 촉진하는 새로운 "동화작용" 약물이 있지만, 임상적 사용에 한계가 있습니다. 테리파라타이드(부갑상선 호르몬, PTH)는 24개월 동안만 효과가 지속되고, 로모소주맙(항경화항체)은 심혈관 질환과 관련이 있습니다.

따라서 골다공증이 가장 흔한 연령 관련 근골격계 질환에서 뼈 복구를 촉진하는 새로운 치료법을 개발해야 할 필요성이 분명합니다.

버밍엄 대학 염증 및 노화 연구소의 조나단 루이스 박사와 캐서린 프로스트, 옥스퍼드 대학 정형외과, 류마티스학 및 근골격 과학과의 제임스 에드워즈 박사를 포함한 헬렌 맥게트릭 박사와 에이미 네일러 박사가 이끄는 연구진은 이러한 질환에서 PEPITEM의 잠재적인 치료 효과를 조사하기 시작했습니다.

PEPITEM은 신체에서 생성되는 자연적으로 발생하는 짧은 단백질(펩타이드)로, 모든 인간에게 낮은 수준으로 순환하고 있습니다.

연구 결과에 따르면 PEPITEM은 뼈 리모델링을 조절하고 체내에서 PEPITEM의 양이 증가하면 질병이 있거나 골다공증 전 상태가 아닌 "젊은 뼈"의 뼈 미네랄화가 촉진되고, 이로 인해 현재 표준 약물(비스포스포네이트 및 PTH)과 유사한 뼈 강도와 밀도가 증가하는 것으로 나타났습니다.

그러나 잠재적인 새로운 치료법에 대한 핵심 시험은 나이 또는 염증성 질환으로 인해 방해받는 자연적인 복구 과정을 표적으로 삼는 능력입니다.

연구진은 인간 골다공증성 골 손실의 흔한 원인인 폐경 동물 모델에서 PEPITEM 보충제가 골 손실을 제한하고 골밀도를 개선함을 보여주었습니다. 이 연구는 염증성 골 질환(관절염) 모델에서도 유사한 결과를 보였는데, PEPITEM은 골 손상과 부식을 유의미하게 감소시켰습니다.

이러한 결과는 관절 수술 중 노인 환자로부터 추출한 인간 골 조직을 이용한 연구들을 통해 뒷받침되었습니다. 이 연구들은 노인의 세포가 PEPITEM에 반응하여 조골세포의 성숙과 골 조직 생성 및 무기화 능력을 유의미하게 증가시킨다는 것을 보여주었습니다.

세포 및 조직 배양 연구를 통해 PEPITEM이 조골세포에 직접적인 영향을 미쳐 조골세포 수보다는 활성을 증가시켜 골 형성을 촉진한다는 것이 밝혀졌습니다. 추가 연구에서는 조골세포에서 NCAM-1 수용체가 PEPITEM의 특이적 수용체임을 확인했으며, NCAM-1-β-카테닌 신호전달 경로가 조골세포 활성 증가에 관여함을 강력하게 시사했습니다. 이 수용체와 경로는 이전에 보고된 다른 조직에서의 PEPITEM 수용체와는 구별됩니다.

연구진은 또한 PEPITEM이 파골세포와 골 흡수에 미치는 영향을 조사했습니다. 생쥐를 대상으로 한 연구에서 PEPITEM이 파골세포 수를 유의미하게 감소시켜 골 미네랄 흡수를 감소시키는 것으로 나타났습니다. 이후 연구진은 파골세포 활성 감소가 PEPITEM에 의해 "활성화된" 조골세포가 골 조직에 국소적으로 분비하는 가용성 물질 때문임을 입증했습니다.

헬렌 맥게트릭 박사는 "가장 흔히 사용되는 약물인 비스포스포네이트는 파골세포의 작용을 차단하는 방식으로 작용하는 반면, PEPITEM은 파골세포가 정상적인 뼈 재형성을 통해 손상되거나 약해진 뼈 조직을 흡수하는 능력에 영향을 미치지 않으면서 뼈 형성에 유리한 방향으로 균형을 기울여 작용합니다."라고 말했습니다.

지난 8년간 PEPITEM 관련 지적 재산권을 감독해 온 사업 개발 관리자 헬렌 던스터는 "PEPITEM은 염증 및 염증성 면역 매개 질환, 뼈 질환, 비만 관련 질환에서의 활성과 관련된 여러 특허 패밀리의 대상이며, 더 작은 PEPITEM 약리구조로 구성되어 있습니다."라고 말했습니다.