골관절염의 '주범' - ADAMTS5

5800만 명 이상의 성인이 관절염을 앓고 있으며, 원인이 다른 100가지 이상의 관절염 유형이 존재합니다. 류마티스 관절염(RA)과 루푸스 등 여러 형태의 관절염은 면역계 오류로 인해 신체가 관절 내 자체 조직을 공격하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 자가면역 기반 관절염은 유전적으로 유전될 수 있습니다. 다른 형태의 관절염은 면역계 문제나 통풍과 같은 대사 질환으로 인해 발생할 수도 있습니다. 골관절염(OA)은 전 세계 수백만 명에게 영향을 미치는 가장 흔한 관절염 형태입니다. 관절 연골 기질을 분해하는 주요 아그레카나아제인 ADAMTS5는 골관절염 치료의 잠재적 표적으로 여겨지고 있습니다. 본 글에서는 ADAMTS5 유전자 연구 관련 정보와 골관절염 치료 전략에 대한 최신 인사이트를 제공합니다.

ADAMTS5 유전자 개요

ADAMTS5(ADAM Metallopeptidase With Thrombospondin Type 1 Motif 5)는 ADAMTS(트롬보스폰딘 모티프를 포함하는 디스인테그린 및 메탈로프로테이나아제) 단백질 패밀리의 구성원입니다. 이 패밀리 구성원들은 프로펩티드 영역, 메탈로프로테이나아제 도메인, 디스인테그린 유사 도메인, 트롬보스폰딘 타입1(TS) 모티프를 포함한 여러 독특한 단백질 모듈을 공유합니다. 이 패밀리의 개별 구성원들은 C-말단 TS 모티프의 수가 다르며, 일부는 고유한 C-말단 도메인을 가지고 있습니다. 인코딩된 프리프로단백질은 단백질 가수분해 과정을 거쳐 성숙한 효소로 생성됩니다. 이 효소는 2개의 C-말단 TS 모티프를 포함하며 연골의 주요 프로테오글리칸인 아그레칸을 절단하는 아그레카나아제로 기능하고, 골관절염에서 연골 파괴를 매개할 수 있습니다.[2]

단백질 기능

ADAMTS-5는 결합 조직 구성, 발달, 염증 및 세포 이동에 중요한 역할을 하는 메탈로프로테이나아제입니다. 선행 연구에서 Nakada M 등은 ADAMTS-5가 ADAMTS-4와 동일한 패턴으로 브레비칸을 분해할 수 있으며 교모세포종 세포에서 과발현된다는 것을 입증했습니다. 이들의 연구 결과는 인간 교모세포종 세포 침윤에서 ADAMTS-5의 잠재적 연관성을 시사합니다.[3] 또한 ADAMTS5는 바이러스 감염 후 배출 림프절에서 T 림프구 이동에 중요한 역할을 합니다.

그림 2. AlphaFold 구조 예측 (ADAMTS5) (출처: Uniprot)

시험관 내, 생체 외 및 생체 내 연구에서 ADAMTS-5가 골관절염(OA)의 표적임이 검증되었습니다. 이 때문에 골관절염 환자를 위한 치료법 개발을 목표로 하는 많은 연구 그룹의 관심을 받고 있습니다. 골관절염에 대해 얼마나 알고 계신가요? 아래 세부 내용을 확인하세요.

골관절염

관절염은 하나 이상의 관절이 붓고 압통이 생기는 질환입니다. 관절염의 주요 증상은 관절 통증과 경직으로, 일반적으로 나이가 들수록 악화됩니다. 가장 흔한 관절염 유형은 골관절염과 류마티스 관절염입니다.

골관절염은 뼈의 끝부분을 덮고 관절을 형성하는 단단하고 미끄러운 조직인 연골이 파괴되는 질환입니다. 류마티스 관절염은 면역계가 관절 내벽부터 시작하여 관절을 공격하는 질환입니다.

통풍은 혈액 내 요산이 너무 많을 때 형성되는 요산 결정이 관절에 축적되어 발생하는 또 다른 유형의 관절염입니다. 건선이나 루푸스와 같은 감염 또는 기저 질환이 다른 유형의 관절염을 유발할 수도 있습니다.

그림 1 – 무릎 관절에서 확인되는 골관절염의 단계 [4]

치료법은 관절염 유형에 따라 다릅니다. 관절염 치료의 주요 목표는 증상을 줄이고 삶의 질을 개선하는 것입니다.

증상

골관절염 증상은 일반적으로 서서히 발병하고 시간이 지남에 따라 악화됩니다. 골관절염의 징후와 증상은 다음과 같습니다:

• 통증. 영향을 받은 관절이 운동 중이나 운동 후에 아프거나 심지어 손상될 수 있습니다.
• 경직. 관절 경직은 기상 후 또는 활동이 없은 후에 가장 두드러지게 나타날 수 있습니다.
• 압통. 관절 또는 주변에 가벼운 압력을 가했을 때 관절이 아프게 느껴질 수 있습니다.
• 유연성 상실. 관절을 전체 운동 범위 내에서 움직이지 못할 수 있습니다.
• 삐걱거리는 느낌. 관절을 사용할 때 거친 느낌이 들 수 있고, 뚝뚝 거리거나 갈라지는 소리가 들릴 수 있습니다.
• 골극. 덩어리처럼 느껴지는 이러한 여분의 뼈가 영향을 받은 관절 주변에 형성될 수 있습니다.
• 부종. 이는 관절 주변 연조직의 염증으로 인해 발생할 수 있습니다.

Cyagen 녹아웃 카탈로그 모델

Cyagen 녹아웃 카탈로그 모델은 유전자 녹아웃 마우스와 조건부 녹아웃(cKO) 마우스를 포함합니다. 당사는 Adamts5 녹아웃 마우스를 제공할 수 있습니다. 또한 고객님을 위한 독점 맞춤 모델도 제작 가능하므로, 차기 연구에 대한 전문가들의 연구 모델 전략이 궁금하시다면 문의하기를 통해 확인해 주시기 바랍니다.

참고문헌

[1] https://www.cdc.gov/arthritis/basics/osteoarthritis.htm

[2] https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=ADAMTS5

[3] Nakada M, Miyamori H, Kita D, Takahashi T,Yamashita J, Sato H, Miura R, Yamaguchi Y, Okada Y. Human glioblastomas overexpress ADAMTS-5 that degrades brevican. Acta Neuropathol. 2005 Sep;110(3):239-46. doi: 10.1007/s00401-005-1032-6. Epub 2005 Aug 30. PMID: 16133547.

[4] https://teachmesurgery.com/orthopaedic/principles/osteoarthritis/