골제어연구실
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실험실소개
연구배경 1 (골 대사 연구)
인체 내의 가장 큰 장기인 골 (bone)은 저작운동, 몸의 형태 유지와 지지, 외부 충격으로부터 장기보호와 더불어 미네랄과 중요한 세포의 저장고 역할을 수행한다. 성인의 경우 일년에 약 10% 정도의 골이 파괴되고 생성되는 리모델링 과정이 진행됨으로써 계산상으로 약 10년이면 완벽히 새로운 골로 대체된다. 이런 일련의 과정은 골을 생성하는 조골세포 (osteoblasts)와 이를 파괴하는 파골세포 (osteoclasts)의 균형에 의해서 이루어진다. 두 세포 간의 균형이 깨어지면 골화석증 (osteopetrosis)과 골다공증 (osteoporosis)과 같은 골 질환이 야기된다. 골 질환으로 흔한 골다공증은 파골세포의 활성증가로 초래되고, 다양한 질병(노화, 여성의 폐경기, 류마티스 관절염, 치주질환과 같은 염증성 질환, 당뇨병, 유방암과 전립선암 같은 골 전이성 암 등)에 노출되었을 때 발병한다. 골 질환자의 두드러진 병변은 보행에 어려움을 겪고 심한 통증을 동반한다. 향후 고령화 사회에서 질 높은 삶을 위해서는 건강한 골 유지가 필수적일 것이다.
- OsteoChondro-precursor(proliferation) Runx2 -FN, Col1a1, TQFBR, OPN
- Pre-osteoblast (condensation) Runx2 Osterix B-catenin, Atf4- Col101, ALP, OPN, OCN, Bsp
- Mature osteoblast
- Mesenchymal stem cell
- Adipocytes Myoblasts Chondrocytes Fibroblasts
- Osteoblast precursors - BMP, PGE, TGF, VII D - Osteoblasts
- Hematopoietic stem cell
- Osteoblast precursors
-
- T cell
- B cell
- Dendritic cell
- Macrophage
- Osteoblast precursors(proliferation)
- Pre-osteoclast(migrationfusion)
- Mature osleoclast
- MITF PU1 - c-Fms,RANK,c-Fox,p65
- NF - X, c-Fos, NFATc1 - TRAP, DC-STAMP,b3 integrin, OSCAR, CA, Ctsk
Osteoclast Spacific genes
FN, fibronectinCol101, collagen type 1a: TGFBR, TGFB receptor; OPN, osteopontin; ALP, alkaline phosphatase, OCN, osteocalcin; specific genes.Bsp, bone sialoprotein
Osteoclast Spacific genes
Fms M-CSF receptor: RANK, RANKL recuptor TRAP, tartrate-resistant acid phosphatase: DC-STAMP, Dendritic cell-specific specific gene transmembrane protein: OSCAR osteoclast-associated receptor: CA. carbonic anhydrase: Cisk, cathepsin K
연구목표 1
- 조골세포의 골 생성 (석회화) 기전 규명
- 파골세포의 분화와 관련된 신호전달 및 유전자 규명
- 골다공증 동물모델을 이용한 골 질환 치료제 개발
연구배경 2 (연조직 석회화 기전 연구)
골 석회화는 정상적인 과정이다. 반면에 연조직 석회화 (예: 심장, 대동맥 등)는 치명적인 장기손상을 유발하고 궁극적으로 조기사망을 초래한다. 대사성 질환인 당뇨병이나 만성 신장질환자에서 연조직 석회화 발병률이 높다. 연조직 석회화의 주된 요인은 혈중에 높은 농도의 인(phoshate)과 낮은 농도의 석회화 저해인자(matrix Gla protein, fetuin-A etc)에 의해서 기인하는 것으로 알려져 있다. 또한 이의 석회화는 염증반응과 조직을 이루는 세포의 손상과 같은 다양하고 복잡한 원인으로 유래된다. 한 가지 예상되는 기전 중의 하나는 특정질환 (만성 신장질환)에 노출되었을 때 골다공증으로 혈중에 과량 유입된 칼슘과 인이 밖으로 배출되지 못하고 연조직에 축적되는 것으로 보고되고 있다 (그림참조). 연조직 석회화 과정은 골 석회화와 유사한 과정으로 진행되는 것으로 알려져 있으나 정확한 기전은 밝혀져 있지 않다.
- Under Normal Condition
uptake, Lung, Aorta, Heart, Pancreas, Kidney, Circulation, Blood vessel
- Under Diseases
uptake, Calcium deposit, Circulation, Blood vessel, Osteoporosis
Daewon Jeong et al. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2009. 38:1815-1819
연구목표 2
- 연조직 석회화 모델개발
- 연조직 석회화 기전 규명
- 조골세포와 연조직 세포의 석회화 유사성 및 차이점 규명
- 연조직 석회화 억제방안 모색