최근 노령화가 가속화되면서 여러 가지 관련 질환에 대한 관심이 높아지고 있고, 그 중의 하나가 골다공증이다. 사람의 뼈는 낡은 뼈를 흡수하는 파골세포와 새로운 뼈를 생성하는 조골세포가 균형을 이루며 적절한 골 밀도를 유지한다. 하지만 이 균형이 깨지게 되면 새로운 뼈의 대체가 원활히 이루어지지 않아 뼈가 엉성해지고, 이런 과정이 반복되면서 뼈가 얇아지고 부러지거나 부서질 위험성이 커지게 된다.

골다공증은 성호르몬 감소(폐경, 남성호르몬 감소), 노화, 유전적 요인(가족력), 질병(대사성 질환, 만성 염증성 질환, 암의 전이), 약물, 불균형한 생활습관(지나친 음주와 흡연, 부족한 칼슘 섭취량, 운동 부족) 등 여러 가지 요인에 의해서 발생하게 된다. 자료에 따르면 우리나라의 경우 약 200만 명이 골다공증을 앓고 있는 것으로 추산되며, 골다공증성 골절환자도 매년 약 15만 명 정도 발생하는 것으로 알려져 있다.

본 연구실에서는 세포수준뿐만 아니라 골다공증을 재현할 수 있는 질병동물모델(ovariectomy-induced osteoporosis, LPS-induced osteoporosis, RANKL-induced osteoporosis 등)을 구축하여 연구하고 있다.

전 세계적으로 류마티스 관절염은 인종에 관계없이 인구의 1%에서 발생하는 질병으로 35~50세에 처음 증상이 나타난다고 알려져 있으나 드물게 더욱 낮은 나이에서도 발생할 수 있다. 현대에 이르러 노인인구의 증가에 따라 류마티스 관절염을 앓고 있는 인구가 늘어나고 있고 그에 따른 치료 비용 또한 기하급수적으로 증가하고 있음에도 불구하고 아직까지 정확한 원인은 밝혀지지 않았다. 다만 현재까지 연구의 결과들을 토대로 자가면역 질환의 범주에 포함된다고 여겨진다.

류마티스 관절염은 면역체계의 구성요소가 관절을 에워싸는 활막(synovium)에 지속적인 염증반응을 유발시키며 이로 인해 연골의 손상을 발생시킨다. 손상된 관절 연골은 뼈 사이의 완충제 역할을 할 수 없게 되며 이는 뼈와 인대의 마모를 유발시켜 관절 내 변형, 불안정을 야기한다. 또한 지속적인 염증반응은 과도한 염증성 사이토카인을 유발시켜 파골세포를 활성화 시켜 골 소실을 야기한다.

본 연구실은 콜라겐 유도성 관절염 모델(collagen-induced arthritis) 등 마우스 관절염 모델을 이용하여 류마티스 관절염과 관련된 유전자의 탐색 및 그 메커니즘을 밝히고, 이를 통해 궁극적으로 류마티스 관절염을 치료 할 수 있는 방안에 대해 연구하고 있다.

악성종양 (malignant tumor; cancer)은 통제되지 않는 과도한 성장을 통해 덩어리를 형성한다. 이렇게 성장한 종양은 주변 조직을 침범하거나, 다른 조직에 전이되기도 하는데, 악성종양이 뼈로 전이되는 현상을 골 전이(bone metastasis) 라고 한다.

유방암, 전립선암, 신장암, 폐암, 위암 등 많은 종류의 종양이 뼈로 전이되는 것으로 알려져 있으며, 뼈로 전이된 암세포는 골수 세포에 영향을 주는데, 특히 뼈를 분해하는 파골세포와 뼈를 생성하는 조골세포에 영향을 주어 뼈의 용해를 유도함으로써 생명에 위협을 줄 수 있다.

본 연구실에서는 다양한 암세포를 이용하여 세포수준의 실험을 하며, 암세포를 마우스의 장기, 심장 또는 뼈에 직접 주입하여 골 전이 현상을 관측하고 측정한다. 이러한 방법을 통해 암세포가 어떠한 기전으로 뼈로 전이가 되는지, 전이 된 후에 골수세포에 어떠한 영향을 주는지를 밝히고, 나아가 골 전이 치료제를 발굴하고 효과를 입증하는 것을 목표로 한다.