나사 모양의 인공치아뿌리에 혈관·뼈 형성을 촉진하는 단백질 젤을 발라 당뇨 쥐의 잇몸뼈에 심었더니 이 젤을 바르지 않은 당뇨 쥐에 비해 잇몸뼈와의 밀착도, 나사 홈 부분의 골량이 2배 안팎 우수했다.
연세대 이재훈(치과대병원 치과보철과)·이상규(생명공학과) 교수팀은 이 젤을 바르거나 바르지 않은 임플란트를 당뇨병·정상 쥐에 심고 2주 뒤 잇몸뼈와의 밀착도 등을 비교관찰했다.
이 젤은 혈관·뼈 형성을 촉진하는 단백질인 HIF-1α 전사인자가 잇몸뼈 주변 혈액·줄기세포 등의 세포핵까지 잘 전달되도록 이상규 교수팀이 단백질전달기술(Protein Transduction Domain)을 적용해 개발했다. 전사인자란 DNA의 특정부위에 결합해 유전자의 발현을 촉진하거나 억제하는 단백질로 활성화됐을 때 세포핵에서 작용한다.
HIF-1α는 뼈가 부러지거나 뼈를 잘라내는 수술 후 치유 과정에 우리 몸 속에서 발현돼 새 혈관을 만들고 뼈의 형성을 촉진한다. 하지만 혈당 조절이 안 되는 당뇨병 환자는 HIF-1α의 발현이 안정적이지 못해 잇몸뼈 조직의 성장이 매우 더디고 골질도 나쁘다. 그래서 인공치아를 심어도 모래성처럼 힘을 쓰지 못해 임플란트 성공률이 낮다.
이 교수팀은 당뇨쥐와 정상쥐에 HIF-1α 젤을 바른 임플란트와 바르지 않은 임플란트를 심고 잇몸뼈와의 밀착도(Bone to Implant Contact), 나사 홈 부분의 골량(Bone Volume)을 살폈다.
잇몸뼈와의 밀착도는 △당뇨병쥐에서 HIF-1α 젤을 바르지 않은 경우 18%, 바른 경우 38%(2.1배) △정상쥐에서 이 젤을 바르지 않은 경우 45%, 바른 경우 55%로 나타났다. 골량은 정상쥐에선 이 젤을 발랐는지 여부와 상관 없이 50%였고 당뇨병쥐에선 젤을 바르지 않은 경우 28%, 바른 경우 47%(1.7배)였다.
HIF-1α 젤을 바른 효과가 정상쥐에서도 나타났지만 당뇨병쥐에서 훨씬 컸다. 또 이 젤을 바른 임플란트를 심은 당뇨병쥐의 골량은 정상 쥐와 비슷했다.
이 교수는 “일반 성인의 경우 임플란트 성공률이 95%에 이르지만 혈당조절이 잘 되지 않는 당뇨병 환자의 경우 임플란트 주변 골 형성이 늦거나 골질이 좋지 않아 치료 성공을 기대하기 어려웠다”며 “쥐 실험을 통해 효과가 확인된 HIF-1α 젤이 임상시험을 거쳐 사람에서도 안전성·효과가 확인돼 당뇨환자 등에게 성공적인 임플란트 치료를 할 수 있는 전기가 마련되길 바란다”고 말했다.
연구결과는 국제학술지 ‘분자(Molecules)’에 발표됐다.
/임웅재기자 jaelim@sedaily.com
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