농촌진흥청(청장 허태웅)은 강릉원주대학교 치과대학과 함께 누에고치에서 추출한 실크 세리신이 뼈 재생에 도움을 주는 것을 확인하고, 그 기작을 밝혔다.

몸의 골격을 구성하는 뼈는 조골세포가 뼈를 생성하고 파골세포가 뼈를 흡수하며 균형을 이룬다.

고령기에는 뼈 흡수가 뼈 생성보다 빠르게 진행돼 골다공증 등의 질환이 발생한다. 당뇨병 등 만성 질환이 있어도 뼈 생성이 느리고, 뼈 흡수는 빨라 뼈가 손상되면 치료가 매우 어렵다.

누에고치를 구성하는 주요 성분으로는 피브로인과 세리신이 있으며, 피브로인은 주로 실크 섬유로 가공된다. 세리신은 최근 항산화, 피부 보호, 상처 재생 효능 등이 새로 밝혀지며 신소재로 주목받고 있다.

연구진이 당뇨병 모델 실험동물에 세리신을 발라준 결과, 뼈 부피는 세리신을 처리하지 않은 실험군보다 3배 증가한 3.8㎣으로 확인됐다.

실험에 사용한 조직을 분석해보니 새로 생긴 뼈의 생성률은 대조군보다 6.6배 증가한 8.3%였다.

이는 톨유사수용체(TLR, toll-like receptor) 톨유사수용체(toll-like receptor)와 연관된 것으로, TLR2와 TLR4가 활성화되면 뼈를 형성하는 단백질 BMP2가 늘어난다. 세리신은 BMP2의 발현을 유도한다.

농진청은 잇몸 상피세포의 이동을 막는 실크 차폐막을 개발하고 잇몸뼈 재생에 도움을 주는 것을 밝혀낸 바 있다.

이번 연구는 특정 구조를 가진 실크 세리신의 뼈 형성 작용기작을 밝혀낸 것으로 잇몸뼈에 제한되지 않고 활용범위를 확대할 수 있을 것으로 기대된다.

농진청은 연구 결과를 SCI 국제학술지인 Applied Sciences (IF=2.47, 영향력지수=56.21) 등에 게재했으며, 특허등록 골질환 예방 및 치료용 세리신 단백질 분리 방법 및 이의 용도(특허등록번호 10-2223544)
을 완료했다.

또한, 연구 결과를 바탕으로 세리신의 새로운 가치를 창출하기 위해 뼈 건강과 세리신 사이의 상관성 연구를 수행 중이다.

농진청 남성희 곤충양잠산업과장은 “과거에 활용도가 낮았던 실크 세리신 성분의 부가가치를 높인 연구 결과”라며, “누에고치가 뼈 건강을 지키는 데 효과가 있다는 사실을 과학적으로 확인해 국내 양잠산업에도 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

연구개발에 참여한 강릉원주대학교 김성곤 교수는 “실크 세리신의 뼈 재생 치료제로서의 개발 가능성을 보여줬다”며, “실크 세리신에 의한 뼈 재생 소재의 제형, 용량, 효능 증진 등 연구를 지속해 나갈 예정”이라고 말했다.