무릎이 삐걱거릴 때마다 ‘이제 수술밖에 답이 없다’는 말을 들어온 골관절염 환자들에게 새로운 희망이 떠오르고 있다.
수십 년간 치료의 한계로 꼽혀온 연골 손상이, 체내 단백질 하나를 조절하는 것만으로 되살아날 수 있다는 연구 결과가 잇따라 발표되면서 의학계의 시선이 집중되고 있다.
노화 관절의 ‘주범’, 단백질 15-PGDH를 잡아라
스탠퍼드 대학교 연구진은 나이가 들수록 몸속에 증가하는 단백질 ’15-PGDH’가 조직 복구와 염증 감소에 관여하는 분자들을 방해한다는 사실을 밝혀냈다.
이 단백질이 골관절염—관절 스트레스로 연골 콜라겐이 파괴되며 염증과 통증을 유발하는 질환—과 직접 연결돼 있다는 점에서 연구의 의미는 크다.
노령 쥐에 15-PGDH 억제제를 투여하자, 이미 마모된 무릎 연골이 다시 두꺼워지는 결과가 나타났다. 전방십자인대 손상과 유사한 부상을 입힌 어린 쥐에게도 억제제를 적용하자, 골관절염이 발생하지 않았다.
처리된 노화 연골은 육안으로 보아도 젊고 건강한 연골과 구분이 어려울 만큼 유사해졌다.
줄기세포 없이, 내 몸의 세포가 스스로 살아났다
기존 연골 재생 연구는 줄기세포를 외부에서 주입하는 방식에 의존해 왔다. 그러나 이번 연구에서는 15-PGDH를 억제하자 줄기세포 없이도, 연골 내에 이미 존재하는 연골세포가 더 건강하고 기능적인 상태로 스스로 변환됐다.
스탠퍼드 대학교 미생물학자 헬렌 블라우는 “이것은 성체 조직을 재생하는 새로운 방법이며, 노화나 부상으로 인한 관절염 치료에 상당한 임상적 가능성을 가지고 있다”고 평가했다.
정형외과 과학자 니디 부타니는 “연골에 이미 존재하는 세포들이 유전자 발현 패턴을 바꾸고 있으며, 이 세포들을 표적으로 삼으면 임상적으로 더 큰 영향을 미칠 수 있다”고 설명했다.
치료받은 쥐들은 걸음걸이가 더 안정적이었고, 손상된 다리에 더 많은 체중을 싣는 모습이 관찰됐다. 무릎 관절 치환 수술 환자들의 인체 조직 샘플에서도 연골이 단단해지고 염증이 줄어드는 뚜렷한 재생 징후가 확인됐다.
과거 근육 약화 치료를 위한 15-PGDH 억제제 임상시험에서 안전성 문제가 발견되지 않아, 향후 임상 단계로의 전환에 속도가 붙을 것으로 예상된다.
비만 치료제 세마글루타이드, 관절 보호까지 넘본다
골관절염 연구의 또 다른 전선도 주목받고 있다. 2026년 발표된 중미 공동 연구에 따르면, 당뇨·비만 치료제로 알려진 세마글루타이드(GLP-1 수용체 작용제)가 체중 감량과는 무관하게 연골 세포의 대사를 재프로그래밍해 관절을 보호하는 효과를 나타냈다.
비만과 골관절염이 동반된 마우스와 인체 샘플에서 세마글루타이드를 투여하자, 통증이 줄고 연골 퇴행이 억제됐다. 연구진이 처리군과 비처리군의 연골을 비교한 결과, 무려 8,300여 개에 달하는 단백질 발현 변화가 감지됐다. 더 주목할 점은, 동일한 칼로리를 섭취한 대조군과 비교했을 때도 세마글루타이드 투여군만이 관절 보호 효과를 보였다는 것이다.
콜로라도 볼더 대학교의 스테파니 브라이언트 팀도 관절 내에 직접 주입하는 서방형 약물 전달 시스템을 개발 중이며, 동물 실험에서 수 주 안에 연골과 뼈 세포가 스스로 복구에 나서는 결과를 확인했다. 브라이언트는 “2년 만에 골관절염을 동물에서 되돌릴 수 있음을 입증했으며, 목표는 단순한 통증 완화가 아니라 이 질병을 종식시키는 것”이라고 밝혔다. 그는 향후 18개월 이내에 임상시험이 시작되길 기대하고 있다.
골관절염은 수억 명의 삶을 제한하는 만성 질환이지만, 지금까지의 치료는 통증 관리와 관절 치환 수술에 머물러 있었다. 체내 단백질 억제, 대사 재프로그래밍, 서방형 약물 전달이라는 세 갈래의 연구가 동시에 진전을 이루면서, 관절 교체 수술 없이 연골을 되살리는 시대가 현실로 가까워지고 있다.
