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조동규교수 연구팀, Journal of Extracellular Vesicles 논문 발표

관리자 / 등록일 21-10-08 / 조회 114

조동규 교수 연구팀이 골다공증의 예방과 치료에 적용될 수 있는 새로운 연구결과를 발표하였다. 연구팀은 지방줄기세포로부터 유래한 엑소좀을 통해 골다공증에서 치료효과를 확인하고, 파골세포로의 분화를 억제하는 작용 기전을 규명하였다.

골다공증 환자의 뼈 조직은 RANKL(랑클)에 의한 파골세포의 분화가 과활성화되어 있으며, RANKL에 대한 천연 억제제인 Osteoprotegerin(오스테오프로테제린)의 발현량이 낮아져있다. 또한, miRNA(마이크로알엔에이)는 뼈 기능 및 대사를 조절하는 중요한 인자이며, 골다공증 환자의 혈청에 있는 miRNA의 발현 패턴이 정상인과 다르다고 보고되었다.


본 연구팀은 난소를 절제하여 유도한 골다공증 동물모델에 지방줄기세포 유래 엑소좀을 2주간 투여하였을 때, 감소했던 골밀도가 회복되는 것을 확인하였다. 또한, 지방줄기세포 유래 엑소좀이 파골세포의 분화를 억제하고, 골수 중간엽 줄기세포의 이동을 촉진시키는 것을 확인하였다. 지방줄기세포 유래 엑소좀의 작용기전을 규명하기 위해 성분분석을 진행하였으며, 골다공증에서 발현이 낮은 Osteoprotegerin과 다양한 miRNA들이 엑소좀 내에 존재하는 것을 확인하였다. Osteoprotegerin이 결핍된 엑소좀의 경우, 파골세포의 억제효과 및 골다공증의 치료효과가 없는 것을 통해 지방줄기세포 유래 엑소좀의 치료효과가 Osteoprotegerin 의존적이라는 것을 밝혔다. 또한, miR-21-5p 및 let-7b-5p를 과발현시켰을 때 파골세포 분화가 억제되는 것을 확인함으로써 골다공증에 대한 새로운 치료타겟으로 제시하였다. 또한, 지방줄기세포 유래 엑소좀을 정맥 투여하였을 때 뼈조직에 효과적으로 전달되는 것을 밝혔다.

본 연구팀은 이러한 연구결과들을 바탕으로 골다공증에서 지방줄기세포 유래 엑소좀을 이용하여 뼈조직에 치료인자를 전달하고, 파골세포의 분화를 억제함으로써, 골다공증의 새로운 치료제로서의 가능성을 제시하였다.

조동규 교수는 “지방줄기세포 유래 엑소좀이 함유하고 있는 싸이토카인 및 miRNA들이 파골세포 및 뼈세포 분화와 연관이 있을 것으로 추측된다”면서“골다공증모델에서 지방줄기세포 유래 엑소좀의 역할 및 작용기전을 밝힌 이번 연구는 골다공증을 극복하기 위한 새로운 방향성을 제시할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

연구결과는 세계적 권위지인 ‘Journal of Extracellular Vesicles’ (IF 25.841) 10월 호에 게재됐다. 이 연구는 조동규 교수팀과 한양대 조용우 연구팀과의 공동연구를 통해 진행됐으며, 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 한국연구재단(이사장 이광복) 중견연구사업, 선도연구센터사업(MRC) 및 식품의약품안전처의 지원으로 수행됐다.

​논문명 : Extracellular vesicles from adipose tissue-derived stem cells alleviate osteoporosis through osteoprotegerin and miR-21-5p

저자 : 이정미(박사과정, 제1저자), 김학균(박사, 공동저자), 한지훈(박사과정, 공동저자), 김은애(박사과정, 공동저자), 설재훈(박사과정, 공동저자), 조동규(교수, 교신저자)

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