동물실험에서 골부피·골밀도↑…파골세포 활성↓
[메가경제=김민준 기자] 한약재로 활용돼 온 방풍(防風)에서 뼈를 만드는 세포의 활동을 높이는 동시에 뼈를 분해하는 세포의 활성을 낮추는 효과가 확인됐다. 세포와 동물실험에서 뼈 형성 관련 지표가 증가하고 손상된 뼈의 회복 정도가 개선된 것으로 나타나면서 골절 및 골다공증 관련 치료 소재로의 활용 가능성이 제시됐다.
자생한방병원 척추관절연구소는 김현성 박사 연구팀이 방풍 추출물이 뼈 재생 과정에 미치는 영향을 분석한 연구 결과가 국제학술지 ‘Advanced Biology’에 게재됐다고 28일 밝혔다.
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| ▲ 방풍 추출물이 뼈 재생 과정에 미치는 영향을 분석한 연구가 발표됐다. [사진=자생한방병원] |
방풍은 미나리과 식물로 관절 통증과 염증 등을 다스리는 한약재로 활용돼 왔다. 특히 허리디스크 등 근골격계 질환에 처방되는 ‘신바로’의 구성 약재 가운데 하나다.
연구팀은 먼저 실험쥐의 두개골에서 분리한 조골세포에 방풍 추출물을 농도별로 처리해 세포의 증식과 분화, 뼈 형성 정도를 확인했다.
그 결과, 방풍 추출물은 조골세포에 독성을 유발하지 않으면서 세포 분화를 촉진하는 것으로 나타났다. 뼈 형성 과정에서 증가하는 효소인 알칼리성 인산분해효소(ALP)의 활성과 칼슘 침착량도 함께 증가했다.
뼈 형성과 관련된 유전자 변화도 관찰됐다. 조골세포 분화를 조절하는 RUNX2와 뼈의 주요 골기질을 구성하는 Col1a1의 발현이 모두 증가했다. 방풍 추출물이 단순히 세포 수를 늘리는 데 그치지 않고 뼈 형성과 관련된 세포 기능에도 영향을 미칠 가능성을 보여준 결과다.
동물실험에서는 실제 뼈 손상 부위를 대상으로 효과를 확인했다. 연구팀은 실험쥐 대퇴골에 작은 결손을 만든 뒤 방풍 추출물을 용량별로 1주일간 투여하고 micro-CT를 통해 손상 부위의 회복 정도를 분석했다.
방풍 추출물 투여량이 많을수록 새롭게 형성된 뼈의 양과 골밀도가 증가했다. 반대로 뼈를 분해하는 파골세포의 활동을 나타내는 TRAP 양성세포는 감소했고, 골형성 지표인 오스테오칼신(OCN)의 발현은 증가했다.
연구팀은 방풍의 작용 가능성을 확인하기 위해 컴퓨터 기반 분자결합 분석도 실시했다.
방풍의 주요 성분이 파골세포와 조골세포의 활동에 관여하는 RANK와 RUNX2 단백질에 결합할 가능성을 분석한 결과, ‘프림-오-글루코실시미퓨긴(prim-O-glucosylcimifugin)’ 등의 성분이 두 단백질과 안정적으로 결합할 가능성이 예측됐다.
세포와 동물실험에서 나타난 결과와 분자결합 분석을 종합하면 방풍이 뼈 형성을 촉진하는 동시에 골흡수와 관련된 과정에도 영향을 미칠 가능성이 있다는 게 연구팀의 설명이다.
특히 골다공증은 뼈 형성보다 골흡수가 상대적으로 활발해지면서 골량이 감소하는 질환인 만큼, 두 과정에 동시에 작용할 가능성이 확인됐다는 점에서 향후 치료 소재 개발을 위한 연구 대상으로 주목된다.
다만 이번 연구는 세포와 동물을 대상으로 한 전임상 단계의 연구인 만큼 사람에게서 동일한 효과가 나타나는지 확인하기 위해서는 추가적인 임상 연구가 필요하다. 연구팀 역시 향후 장기 관찰 연구를 통해 방풍 및 방풍을 포함한 한약 처방의 골절 치료 근거를 추가로 확보한다는 계획이다.
자생한방병원 관계자는 “방풍의 뼈 관련 작용을 세포 수준에서 확인한 뒤 실제 뼈 손상 동물모델과 분자 분석을 통해 결과를 단계적으로 확인했다는 점에 연구 의미가 있다”며 “앞으로도 방풍을 포함한 한약 처방의 골절 회복 관련 가능성을 보다 구체적으로 검증해 나가겠다”고 말했다.
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