보건복지부는 선도형특성화연구사업으로 지원하고 있는 서울성모병원 선도형 면역질환융합연구사업단(단장, 서울성모병원 양철우 교수)의 김완욱 교수팀(김완욱 교수, 유승아 박사)이 대구경북과학기술원 황대희 교수팀(황대희 교수, 유성용 박사)과 공동으로 수행한 연구에서 류마티스 활막세포가 암세포와 같은 공격성을 가지게 되는 원인을 학계 최초로 규명하였다고 밝혔다.

선도형특성화연구사업은 병원의 우수한 기초·임상인력 및 인프라 등을 기반으로 산·학·연 공동연구 파트너십 구축을 통해 세계적 수준의 제품·의료기술 개발을 위한 임상 진입 성과 창출을 목적으로 하는 보건의료연구개발 사업이며, 서울성모병원 면역질환융합연구사업단은 면역질환분야의 글로벌 메디클러스터로 성장하는 것을 목표로 2009년도부터 산·학·연 융합연구를 진행하여 왔다.

류마티스 활막세포가 어떻게? 왜? 뼈를 파괴하는가?

류마티스 관절염은 전 인구의 1% 내외에서 발생하는 만성염증질환으로 활막세포가 종양(암)과 같이 증식하여 뼈와 연골을 파괴하는 특징을 지니며, 아직까지 그 원인이 확실하게 밝혀지지 않았었으나, 이번 연구를 통해 류마티스 관절염 환자에서 뼈와 관절이 파괴되는 기전이 처음으로 밝혀졌다.

연구팀은 환자로부터 얻은 활막세포의 유전자를 면밀히 분석한 결과 공격성과 파괴성을 책임지는 13개의 후보유전자를 찾아내었고, 이 중 특히 페리오스틴 (periostin)과 트위스트 (TWIST)가 가장 결정적인 역할을 하고 있음을 증명하였다.

또한, 활막세포에 페리오스틴이나 트위스트의 유전자를 제거할 경우 공격성과 파괴성이 현저히 줄어듬을 보임으로써 이들이 류마티스의 새로운 치료 타깃이 될 수 있음을 제시하였다.

“유전체의 시스템 생물학적 분석”이라는 새로운 방법론 도입

이번 연구에서는 선입견 없이 분석이 가능한 모든 유전자를 제로 수준에 두고 그 생물학적인 의미를 수학적 분석기술을 이용하여 추정하고 이를 실험적으로 최종 확인하는 학제간 융합연구 방법을 도입하였다. 이러한 새로운 분석기법을 질병 진단과 치료에 창의적으로 적용함으로써 현재까지 전혀 알려지지 않았던 류마티스 관절염의 새로운 발병기전과 치료 타겟을 발굴해 낼 수 있었다.

연구를 주도한 김완욱 교수는 “현재까지 류마티스 관절염의 증상을 완화시킬 수는 있으나, 이를 완치시킬 수 있는 약물은 아직 개발하지 못하고 있다. 그 이유는 이미 암과 같이 공격적으로 변한 활막세포를 제거하는 치료법이 현재 없기 때문이다. 그러나 이번 연구를 통해 활막세포의 파괴적인 성질을 선택적으로 억제할 수 있는 새로운 기전이 밝혀지게 되었고 이를 통해 관절염이 완치되는 길이 열리기를 기대한다”고 말했다.

연구 진행경과 및 후속 연구방향

“류마티스 관절염 환자에서 류마티스 활막세포가 왜 파괴적이고 공격적인가”를 설명하는 새로운 기전을 규명함으로써 류마티스의 새로운 치료 타겟이 발굴되었으며, ‘시스템 생물학’이라는 새로운 분석 기법이 류마티스 질환을 포함한 다양한 질병의 진단과 치료에 응용이 가능하다는 것을 증명하였다.

이를 통해 병든 류마티스 세포만을 선택적으로 제거하는 효과적인 관절염 치료법이 신규 개발될 것으로 기대하며, 이러한 치료제 개발을 통해 류마티스 질환으로 인한 불구와 사망률의 감소 및 사회적 비용의 감소를 기대할 수 있을 것으로 전망한다.
* 류마티스 질환 치료의 일인당 직접비용은 년간 800여만원, 류마티스 질환 관련 사망률 일반인의 2배 [출처: J Korean Med Sci 2007;22:518-23. / 2011년 대한류마티스학회 발표자료 / Scand J Rheumatol. 2004;33(4):221-7.]
* 현재 류마티스 치료 관련 시장규모는 국내가 300억원, 글로벌 시장이 95억달러(10조원) 정도(2009년 기준)이며, 연 15%이상의 높은 성장률을 보이고 있음

이번 연구결과는 의학 및 과학분야에서 세계적 권위를 지닌 국제학술지인 미국국립과학원회보(PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 평균 인용 지수 10.6) 12월호에 “Identification of key regulators for the migration and invasion of rheumatoid synoviocytes through a systems approach”이란 제목으로 게재되었다.