구형 히알루론산 나노입자의 연골파괴 완화효과
퇴행성 관절염 치료 위한 후보물질로 자가조립 히알루론산 나노입자 제안
□ 담고 있던 약물을 표적세포에 내려놓는 도구인 약물전달체가 그 자체로 퇴행성 관절염 치료를 위한 후보물질이 될 수 있다는 연구성과가 소개됐다.
□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 김욱, 양시영 교수(아주대학교) 연구팀이 구(球)형 자가조립 히알루론산 나노입자의 연골보호 및 염증완화 효과를 생쥐모델에서 확인했다고 밝혔다.
※자가조립 히알루론산 나노입자 : 히알루론산에 소수성 물질을 결합시켜 수용액에서 소수성 결합에 의해 자가조립되어 형성되는 구형의 나노입자. 내부에 약물을 담아 전달하는 약물전달체로 널리 사용된다.
○ 퇴행성 관절염을 위한 연골보호제로 쓰이는 선(線)형 히알루론산의 생체안정성과 효과를 높일 실마리가 될 것으로 기대된다.
□ 연구팀은 선형 히알루론산과 달리 압축된 구형의 자가조립 히알루론산 나노입자가 안정성이 더 높아 생체 내에서 오래 지속되며 염증완화 효과도 높일 수 있을 것이라 가정했다.
□ 연구팀은 생쥐 무릎에 주입된 자가조립 히알루론산 나노입자가 연골을 투과해 연골세포 막에 존재하는 CD44 수용체에 결합, 연골파괴를 막는 것을 다광자 및 공초점 현미경으로 확인했다.
○ 나노입자에 다수의 CD44 결합부위가 있어 동시에 여러 CD44와 결합 , 세포막에 CD44 뭉침현상(clustering)을 일으켜 CD44 활성을 효과적으로 억제한다는 것이다.
○ 약물을 담지하지 않은 약물전달체인 자가조립 히알루론산 나노 입자 자체가 연골파괴를 매개하는 이화인자를 돕는 CD44 수용체를 억제한다는 설명이다.
※CD44 수용체 : 퇴행성 관절염 환자에서 높은 농도로 발현되는 세포막 수용체. 연골파괴인자의 생성을 도와 연골파괴를 이끈다.
※이화인자 : 연골 파괴를 매개하는 생체 내 단백질
□ 또한 연구팀은 CD44 수용체가 퇴행성 관절염 치료제 개발의 표적이 될 수 있음을 재확인했다.
○ CD44 수용체가 만들어지지 않는 생쥐모델은 무릎관절에 인위적 으로 퇴행성 관절염을 유도해도 CD44 수용체가 생성되는 대조군에 비해 연골파괴가 현저히 낮게 나타난 것이다.
□ CD44 수용체에 작용하는 퇴행성 관절염 치료제 후보물질로 자가조립 히알루론산 나노입자의 가능성을 제안한 이번 연구가 기존 선형 히알루론상의 낮은 생체 내 안정성과 분해산물로 인해 유발될 수 있는 염증반응 등을 극복할 실마리가 될 것으로 기대된다.
□ 이번 연구성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 및 바이오·의료기술개발사업 등의 지원으로 수행되었으며 국제학술지 바이오머트리얼스(Biomaterials)에 2021년 6월 19일 발표되었다.
