노화하는 운동선수와 계단 오르는 사람들을 조심스럽게 낙관하게 만드는 소식: 스탠포드 의대 연구진이 늙은 쥐에서 손실된 무릎 연골을 재생하고 심각한 관절 부상 후 관절염을 예방하는 방법을 알아냈습니다. 그리고 인간 조직 샘플로 이를 뒷받침했습니다.
핵심은 15-PGDH라는 단백질로, 연구진은 이를 '게로자임'이라고 명명했습니다. 기본적으로 나이가 들수록 많아져 여러 조직을 망가뜨리는 생물학적 나쁜 놈입니다. 이 단백질을 차단하면 늙은 쥐가 훨씬 어린 설치류에서 기대할 수 있는 종류의 연골을 다시 자라게 합니다. 실제 인간 무릎 인공관절 수술 샘플도 치료에 노출되자 새롭고 기능적인 연골을 생성하기 시작했습니다.
가장 흔한 관절염인 골관절염은 미국 성인 5명 중 1명에게 영향을 미치며, 매년 약 650억 달러의 직접 의료 비용을 발생시킵니다. 현재 치료법은 기본적으로 진통제이며, 상황이 정말 나빠지면 인공관절 치환술이 있습니다. 질병을 늦추거나, 멈추거나, 역전시키는 승인된 약물은 없습니다. 이 접근법은 결국 국소 주사나 경구 약물로 제공될 수 있으며, 이를 바꾸는 것을 목표로 합니다.
"이것은 성인 조직을 재생하는 새로운 방법이며, 노화나 부상으로 인한 관절염 치료에 상당한 임상적 가능성을 가지고 있습니다,"라고 미생물학 및 면역학 교수인 헬렌 블라우 박사가 말했습니다. 그녀는 니디 부타니 박사와 함께 연구를 공동 주도했습니다. "우리는 줄기세포를 찾고 있었지만, 분명히 관여하지 않았습니다. 매우 흥미진진합니다."
이상한 점은 연골이 다른 조직처럼 재생되지 않는다는 것입니다. 줄기세포에 의존하는 대신, 연골 생성 세포인 연골세포가 갑자기 젊게 행동하기로 결정하는 것 같습니다. 마치 중년이 갑자기 스케이트보드를 타기 시작하는 것처럼 유전자 활동을 바꿉니다. 치료는 재생을 돕는 분자인 프로스타글란딘 E2를 분해하는 15-PGDH를 차단함으로써 작동합니다.
연구진이 늙은 쥐를 복부 주사나 직접 무릎 주사로 치료했을 때, 나이로 얇아진 연골이 관절 표면 전체에 걸쳐 더 두껍게 재생되었습니다. 그리고 그것은 좋은 종류였습니다: 무릎이 자갈 주머니처럼 소리 나지 않고 움직일 수 있게 해주는 매끄럽고 미끄러운 유리질 연골이지, 덜 효과적인 섬유연골이 아니었습니다.
"늙은 쥐에서 이 정도의 연골 재생은 우리를 놀라게 했습니다,"라고 부타니가 말했습니다. "효과는 놀라웠습니다."
연구진은 또한 전방십자인대 파열을 모방한 쥐 모델에서 치료를 테스트했습니다. 이 부상은 축구 선수와 스키어를 경기장 밖으로 보내고 종종 약 15년 내에 골관절염으로 이어집니다. 부상 후 4주 동안 주 2회 게로자임 억제제를 투여받은 쥐는 관절염 발병 가능성이 훨씬 낮았고, 더 정상적으로 걸었으며, 부상당한 다리에 더 많은 체중을 실었습니다.
무릎 인공관절 수술에서 얻은 인간 연골 샘플에서 15-PGDH 억제제로 1주일 치료하면 연골 분해 세포가 줄어들고 새로운 관절 연골 생성이 촉진되었습니다.
경구용 치료제는 이미 연령 관련 근육 약화에 대한 임상 시험에서 테스트되고 있으며, 블라우는 1상 시험에서 건강한 지원자에게 안전하고 활성이 있음을 보여주었다고 언급했습니다. "유사한 시험이 곧 시작되어 연골 재생에 미치는 효과를 테스트하기를 바랍니다,"라고 그녀는 말했습니다. "기존 연골을 재생하고 인공관절 치환술을 피하는 것을 상상해보세요."
이 연구는 사이언스 저널에 게재되었으며, 국립보건원, 백스터 재단, 리카싱 재단 등 생의학 자금 지원 기관의 지원을 받았습니다. 블라우, 부타니 및 여러 공동 저자는 Epirium Bio에 라이선스된 기술에 대한 특허를 보유하고 있으며, 블라우는 공동 창립자이자 지분을 보유하고 있습니다.