뼈는 몸의 장기 중 가장 중요한 기관 중 하나이며 주요 장기 보호, 형태 유지, 혈액세포 생성, 미네랄의 저장 등 몸의 항상성을 유지하는데 매우 중요한 역할을 한다. 또한 뼈는 일생 동안 끊임없이 ‘Remodeling’ 되며 오래된 뼈는 흡수되고 새로운 뼈가 만들어지는데, 이 균형이 여러 요인에 의해 무너지게 되면 골다공증을 비롯한 질병들이 발생하고 고통, 골절 등을 야기하게 된다. 본 연구실에서는 뼈를 구성하고 있는 세포를 연구함으로써 이의 생리학적, 병리학적 의미를 찾고 나아가 치료에 응용할 수 있는 연구를 진행하고 있다.
뼈를 흡수하는 세포인 파골세포(osteoclast)는 골수의 조혈모세포(hematopoietic stem cell)에서 유래된 단핵구/대식세포(monocyte/macrophage)가 RANKL(receptor activator of nuclear factor kappa-Β ligand)을 포함한 여러 인자에 의해 분화, 형성된다. 현재까지의 파골세포 분화에 대한 활발한 연구 결과에 더불어, 본 연구실에서는 생리학적, 병리학적 상황에서의 파골세포의 적응, 행동, 기능 등을 다각도로 연구하고 있다.
뼈를 생성하는 세포인 조골세포(osteoblast)는 골수에 존재하는 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cell, MSC)에서 유래되어 형성된다. 중간엽줄기세포는 여러 세포로 분화가 가능한 다분화능(multipotency)을 가짐으로써, 조골세포 뿐 아니라 지방세포(adipocyte), 연골세포(chondrocyte) 등으로도 분화가 가능한데, 이들 세포로의 적절한 분화는 뼈의 항상성을 유지하는데 중요한 역할을 하며 이는 매우 정교한 signaling을 통해서 조절된다. 본 연구실에서는 조골세포의 뼈 형성 기능뿐만 아니라 중간엽줄기세포 단계부터의 분화 및 기능을 연구하고 있다.
뼈를 구성하는 세포들은 각각의 고유한 기능을 가지고 있는 동시에 서로 신호를 주고 받으며 밀접한 관계를 이룬다. 이러한 신호들은 서로의 분화와 기능을 조절하며 뼈의 ‘Remodeling’을 통한 항상성 유지에 매우 중요한 역할을 한다. 골수의 상황은 노화, 암, 골절 등 많은 환경적 요인에 의해 빠르게 변화하며, 이에 따른 뼈 세포 사이의 신호들도 달라지게 된다. 본 연구실에서는 세포 각각의 기능과 더불어 세포 사이의 communication을 연구함으로써 뼈 건강을 위한 치료 타깃을 찾고 있다.
