자생한방병원 연구팀, 방풍 추출물의 골재생 효과 확인
조골세포 활성·칼슘 침착 증가…동물실험서 새 뼈 형성도 확인

한약재로 활용하기 위해 건조한 뒤 얇게 절편한 ‘방풍(防風)’. 자생한방병원

한약재로 활용돼 온 방풍 추출물이 뼈를 만드는 세포의 활성을 높이고 뼈 재생을 돕는 효과가 세포 및 동물실험에서 확인됐다.

뼈를 만드는 과정뿐 아니라 오래된 뼈를 제거하는 과정에도 영향을 미치는 것으로 분석돼 향후 골다공증이나 골절 치료 소재로 활용될 가능성도 제시됐다.

자생한방병원 척추관절연구소 김현성 박사 연구팀은 국제학술지 ‘첨단 생물학(Advanced Biology)’에 방풍 추출물이 뼈 재생에 미치는 영향을 분석한 연구 결과를 게재했다고 28일 밝혔다.

뼈는 오래된 조직을 제거하는 파골세포와 새로운 뼈를 만드는 조골세포의 활동이 균형을 이루면서 유지된다. 노화나 폐경 등에 따른 호르몬 변화로 골흡수가 골형성을 지속적으로 앞서면 골다공증으로 이어질 수 있으며, 골절 회복이 늦어지거나 재골절 위험이 높아질 수 있다.

현재 골다공증 치료에는 골흡수를 억제하는 비스포스포네이트나 골형성을 촉진하는 부갑상선호르몬제제 등이 사용되고 있다.

방풍은 미나리과 식물로 예로부터 관절 통증과 염증 등을 다스리는 한약재로 사용돼 왔다. 방풍나물과 이름이 비슷하지만 서로 다른 식물이며, 허리디스크 등 근골격계 질환에 처방되는 ‘신바로’의 구성 약재 가운데 하나다.

대퇴골 결손부위 마이크로-CT 촬영 결과, 방풍을 투여하지 않은 무처치군(위)은 골절로 생긴 구멍이 그대로 남아있었다. 반면, 방풍(SDS) 400mg/kg 투여군(아래)은 새로운 뼈가 자라나 구멍 대부분을 메운 것을 확인할 수 있다. 자생한방병원

연구팀은 먼저 실험쥐의 두개골에서 분리한 조골세포에 방풍 추출물을 농도별로 처리해 세포의 성장과 골형성 과정을 관찰했다.

그 결과 방풍 추출물은 조골세포에 독성을 나타내지 않으면서 세포 분화를 촉진하는 것으로 나타났다. 뼈 형성 초기 단계에서 증가하는 효소인 알칼리성 인산분해효소(ALP)의 활성도 높아졌으며, 뼈가 단단해지는 과정에 해당하는 칼슘 침착도 증가했다.

조골세포 분화를 조절하는 유전자 RUNX2와 뼈의 기본 구조를 이루는 골기질 구성 유전자 Col1a1의 발현 역시 증가했다.

동물실험에서도 비슷한 결과가 확인됐다.

연구팀은 실험쥐의 대퇴골에 작은 결손을 만든 뒤 방풍 추출물을 용량별로 1주일간 투여하고 마이크로컴퓨터단층촬영(micro-CT)을 이용해 손상 부위의 회복 정도를 분석했다.

방풍 추출물의 투여량이 많을수록 새롭게 형성된 뼈의 양인 골부피와 뼈의 밀도가 증가했다. 반면 파골세포의 활동 정도를 나타내는 TRAP 양성세포는 감소했고, 골형성 지표인 오스테오칼신(OCN)의 발현은 증가했다.

뼈를 만드는 조골세포의 활성은 촉진하고 뼈를 흡수하는 파골세포의 활성은 억제하는 방풍의 이중 조절 기전. 자생한방병원

연구팀은 방풍이 뼈 재생에 영향을 미치는 분자 수준의 작용 가능성도 분석했다.

방풍의 주요 성분이 파골세포와 조골세포의 생성 및 활동에 관여하는 단백질과 어떻게 결합하는지를 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석한 결과, 주요 성분인 ‘프림-오-글루코실시미퓨긴’ 등이 파골세포 관련 수용체 단백질인 RANK와 조골세포 형성에 관여하는 RUNX2에 안정적으로 결합할 가능성이 예측됐다.

연구팀은 이 결과가 세포 및 동물실험에서 확인된 방풍의 골재생 효과가 나타나는 분자 수준의 작용 가능성을 뒷받침한다고 설명했다.

연구팀은 이번 연구에서 방풍이 골형성과 골흡수 양쪽에 영향을 미칠 가능성이 확인된 만큼 향후 뼈 재생 및 골다공증 치료 소재로 활용될 가능성을 제시했다.

김현성 자생한방병원 척추관절연구소 박사는 “이번 연구는 그동안 항염증·면역조절 효능으로만 알려져 있던 한약재 방풍이 골형성과 골흡수를 동시에 조절해 골절 치유에도 기여할 수 있다는 사실을 처음으로 확인했다는 데 의의가 있다”고 말했다.

이승구 온라인뉴스 기자 [e-mail]