치아뿌리 유전자 발견…바이오치아 제작 가능

국내 연구팀 밝혀내

▲치아와 치주조직.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 치아뿌리의 형성에 핵심 역할을 하는 유전자가 밝혀졌다. 국내 연구팀이 치주조직과 함께 턱뼈에 치아를 유지시키는 중요한 부위인 치아뿌리의 형성을 조절하는 핵심 유전자(오스테릭스)를 발견하고 그 기능을 밝혀냈다.

고질병인 치주질환을 효과적으로 치료하고 손상된 치아와 치주조직을 대체할 수 있는 바이오 치아 제작기술 연구를 촉진할 것으로 기대된다. 치아뿌리(tooth root)는 표면으로 보이는 치아머리(tooth crown), 아랫부분으로 치주조직과 함께 턱뼈와 치아를 연결하고 고정시켜주는 부분을 말한다. 치아의 형성과정에서 치아머리가 먼저 생기고, 치아뿌리가 나중에 만들어진다.

바이오 치아(bio-engineered tooth)란 줄기세포를 이용해 인공적으로 제작된 치아이다. 사람 치아와 같은 구조이기 때문에 기존의 보철치료 또는 임플란트의 부작용 등 한계를 뛰어넘는 첨단 바이오의료 기술이다. 영국과 일본 등 전 세계적으로 활발히 연구 중이다.

치아의 유지에 있어 치아뿌리는 매우 중요한 부분이다. 대부분의 연구는 치아머리 부분에 집중돼 지금까지 치아뿌리의 형성과정과 조절인자에 대해서는 잘 알려지지 않았다. 치아머리의 형성과정과는 다른 조절기전이 있을 것으로 추정됐다.

연구팀은 치주질환 등을 극복하기 위해 치아뿌리 형성 기전을 밝히는 연구에 집중해 왔고 2013년 1월 치아 상아질과 치아뿌리 형성에 있어 베타카테닌 단백질이 필수임을 밝혀낸 바 있다. 꾸준히 연구한 결과 치아뿌리 형성 과정에서 오스테릭스가 없으면 상아모세포가 성숙되지 못해 결국 치아뿌리가 제대로 만들어지지 않는다는 사실 또한 밝혀냈다.

오스테릭스(Osterix)는 뼈와 상아질(치아의 대부분을 구성하는 경조직)의 형성과정에서 세포의 분화를 조절하는 단백질이다. 상아모세포(odontoblast)는 상아질의 기질을 분비하고 석회화를 유도하는 세포를 말한다.

분화중인 상아모세포에서 오스테릭스가 만들어지지 않도록 한 생쥐를 관찰한 결과 치아머리는 정상적으로 형성됐는데 치아뿌리는 짧고 매우 얇은 비정상적인 형태로 형성됨을 확인했다. 치아뿌리를 만드는 상아모세포의 분화과정에서 오스테릭스가 필수임을 밝혀냈다.

전북대 조의식 교수(교신저자)가 주도한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업의 지원으로 수행돼다. 연구결과는 치의학 분야 국제치과연구학회지(J Dent Res) 온라인판 1월 7일자(논문명 :Osterix regulates tooth root formation in a site-specific manner))에 실렸다.

조의식 교수는 "새로 밝혀낸 치아뿌리 형성 조절기전은 치주질환의 근본적인 치료와 향후 바이오 치아를 제작하는 데에 핵심적인 부분"이라며 "상실된 치아와 치주조직 재생 등 치료법 개발과 함께 바이오 치아 연구에 크게 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.