자가조립 히알루론산 나노입자를 생쥐의 연골에 주입 시 CD44와 결합해 CD44의 활성을 감소시키며 이는 결과적으로 전사인자인 NF-κB활성을 억제한다. 이를 통해 연골파괴를 매개하는 이화인자의 발현 및 활성을 저해함으로써 연골파괴를 감소시킨다.[아주대학교 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 약물을 표적세포에 내려놓는 도구인 약물전달체가 그 자체로 퇴행성관절염 치료를 위한 후보물질이 될 수 있다는 사실을 최초로 밝혀냈다.

한국연구재단은 아주대학교 분자과학기술학과 김욱‧양시영 교수 연구팀이 구(球)형 자가조립 히알루론산 나노입자의 연골보호 및 염증완화 효과를 생쥐모델에서 확인했다고 29일 밝혔다.

자가조립 히알루론산 나노입자란 히알루론산에 소수성 물질을 결합시켜 수용액에서 소수성 결합에 의해 자가조립되어 형성되는 구형의 나노입자로 내부에 약물을 담아 전달하는 약물전달체로 널리 사용된다.

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.

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.

과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지 ‘바이오머트리얼스’ 6월 19일자에 게재됐다.