대한민국 성인의 전신골밀도 변화과 치주질환의 연관성 연구를 바탕으로 한, 조기 진단 및 예방 프로토콜의 확립과 현행 국가건강검진제도의 개선
본 과제는 골다공증의 대표 지표인 요추·대퇴골 골밀도와 치주질환의 상태를 함께 보고, 지역사회치주치료필요지수(Community Periodontal Index of Treatment Needs; CPITN)와의 유의미한 관계 및 관련 인자를 국민건강영양조사 자료로 밝히는 연구임.
연구목표는 2008년 이후 전신적 골밀도검사와 구강검사(지역사회치주지수 CPI)를 모두 가진 성인 표집 및 가중치 기반 통계로 두 질환의 연관성·위험요인을 규명하고, 조기 진단·예방 모델과 정책 보완 근거를 제시하는 데 있음. 연구내용은 1차년도 연관성 분석→2차년도 진단·예방법 정립(Clinical Validation Study)→3차년도 단일·다기관 임상연구로 실제 적용·평가 수행함. 기대효과는 위험 환자 조기 선별과 예방·비용 감소, 국가건강검진제도 및 구강보건정책 보완에 활용 가능함.
1. BRONJ 동물 모델 확립
- 인간에서의 BRONJ와 가장 유사한 골 환경과 명확한 프로토콜을 가진 동물 모델 확립
2. BRONJ 진단을 위한 새로운 바이오마커의 탐지(Detection)
- 동물 모델을 통한 바이오마커 탐지 : 기존 콜라겐 기초 골 대사물의 한계에서 벗어나서 골대사능 및 골개조능을 평가할 수 있는 새로운 바이오마커의 탐지와 적용 가능성 입증
- 임상 시험을 통해 실제 BRONJ 환자 (인간)에게 탐지된 새로운 바이오마커를 평가하고 유효성을 검증함
3. 탐지된 바이오마커의 역할에 근거한 BRONJ의 발생 기전 규명
- 기존의 비스포스포네이트의 약리학적 접근법에 의존한 가설과는 차별화된, 바이오마커의 병리생리학적 메커니즘에 의거한 발생 기전 규명
- 유전적 다형성 연구를 통한 발생 기전 규명 (상기 임상시험에서 동시 채취)
4. BRONJ의 예방법 및 치료 방법의 토대 제시
- 규명된 BRONJ 발생 기전에 기초한 예방법의 개발 및 표준화, 질병 관리 지침 설계
- 검사법이 간단하며 충분한 예측능을 가진 바이오마커의 탐지를 통한 BRONJ의 조기 진단 및 보편적 임상 적용
1. BRONJ 동물 모델 확립
- 인간에서의 BRONJ와 가장 유사한 골 환경과 명확한 프로토콜을 가진 동물 모델 확립
2. BRONJ 진단을 위한 새로운 바이오마커의 탐지(Detection)
- 동물 모델을 통한 바이오마커 탐지 : 기존 콜라겐 기초 골 대사물의 한계에서 벗어나서 골대사능 및 골개조능을 평가할 수 있는 새로운 바이오마커의 탐지와 적용 가능성 입증
- 임상 시험을 통해 실제 BRONJ 환자 (인간)에게 탐지된 새로운 바이오마커를 평가하고 유효성을 검증함
3. 탐지된 바이오마커의 역할에 근거한 BRONJ의 발생 기전 규명
- 기존의 비스포스포네이트의 약리학적 접근법에 의존한 가설과는 차별화된, 바이오마커의 병리생리학적 메커니즘에 의거한 발생 기전 규명
- 유전적 다형성 연구를 통한 발생 기전 규명 (상기 임상시험에서 동시 채취)
4. BRONJ의 예방법 및 치료 방법의 토대 제시
- 규명된 BRONJ 발생 기전에 기초한 예방법의 개발 및 표준화, 질병 관리 지침 설계
- 검사법이 간단하며 충분한 예측능을 가진 바이오마커의 탐지를 통한 BRONJ의 조기 진단 및 보편적 임상 적용
● 1차년도 : RANTES로 선택적 분리되는 치주인대줄기세포가 새로운 핵심 재생 기전에 의해 변화되는 줄기세포학적 특성을 연구함.
① 선행연구에서 도출된 새로운 핵심 재생 기전에 의한 줄기세포학적 특성 향상 기전 연구
- RANTES를 이용하여 새로운 치주인대 줄기세포군을 선택적으로 분리하고 포괄적 분석 모델들을 활용하여 줄기세포학적 특성을 분석하며 글로벌 유전자 발현 특성을 분석함.
② 선행 도출된 치근면으로의 세포 부착 기법을 발전시켜 임상 적용 가능한 기법을 개발함.
- 칼슘 포스페이트의 이온 미세환경 조성에 의한 세포부착 및 조직 재생 향상 효과 분석
- 임상 적용 가능한 의료기기를 고안하고 본 과제의 비임상 연구에 적용함.
③ 비글견의 파괴된 발치와 모델에서 임상적/조직학적 치유 기전 분석
- 파괴된 발치와의 치유 기전
: 시간에 따른 치유 기전 및 치유 벡터에 따른 치유 기전을 분석
- 기질 특성을 변화시킨 다양한 실험용 골이식재를 개발하여 발치와 재생 효과 분석
④ 비글견의 치아 재이식 연구 모델을 이용한 유효성 개선 비임상 연구
- Submerge 형태의 비임상 연구 모델에서 도출된 연구 결과를 적용하여 유효성 개선 효과를 분석함.
- 2차년도 연구수행의 기반을 마련함.
● 2차년도 : 성견 모델에서 “치주인대 줄기세포가 적용된 치아 재이식” 기법의 포괄적 비임상 연구
① 발치와 치유에 대한 간접적 작용 기전 연구 : 새로운 핵심 재생기전의 처치 효과 연구
- 직접적/간접적 공배양 및 3차원 공배양 기법을 활용하여 세포학적 기전을 완성함.
- 파괴된 발치와 재건의 학문적 기반을 확립함.
② 비글견의 치아 재이식 연구 모델을 이용한 포괄적 비임상 연구 수행
- 자연치아를 재현한 Transmucosal 형태의 비임상 연구 모델 활용한 연구 진행
- 세포 전달체의 확정, 적정 세포 수 결정, 전신 독성 test 등을 수행하여 IND 신청의 기반 마련
- 유효성 및 안정성 자료 확보하여 임상 적용 가능한 줄기세포가 적용된 치아 재이식기법 확립
1단계 연구로 제시된 Ca-P ionic microenvironment 개념의 조직 재생 원천 기술을 기반으로 사업화 제품을 연구개발함. ?2단계 1년차에 TR4단계의 핵심 성능평가를 완료하고 TR5단계의 시작품을 제작 연구하며 2단계 2년차에는 시제품을 제조하여 제품화 단계에 진입함. ?세부 간 공동 연구를 통하여 사업화 가능한 기초 및 중장기 원천기술들을 확립함. 핵심 연구 결과들의 사업화 성공을 위하여 1단계 5세부의 과제 구성을 2단계에서는 3세부과제로 구성을 개편하고 해당 분야 개발 전문 업체인 (주)푸르고바이오로직스와 (주)유한양행의 전략적 과제 참여로 공동 연구를 구성함. ① 파괴된 발치와를 재생할 수 있는 Ca-P ionic microenvironment 개념의 고재생능 골이식재 제품 개발 : 1차년도 시작품 유효성 입증, 골이식재 사업화의 기반 확보 ② Ca-P ionic microenvironment 개념의 주입형 치주 조직 재생 유도제 제품 개발 : 치주 조직 재생 평가 모델 개발 완료 및 전임상 연구 진행하여 치주 조직 재생 유도제의 시제품 개발 기반 확립함. ③ 개선된 세포 부착 향상 기법의 기초 원천기술 개발 : 세포 배양 방법 및 Ca 이온 미세환경을 이용한 세포 부착 향상 방법 연구 ④ EMT 억제 물질의 치주 질환 치료 효과 및 기전의 중장기적 원천기술 개발 : PTD 약물 전달기술을 활용한 골재생 기술 및 EMT 억제 물질의 임상 시험 기반 마련함. ⑤ Cilia의 분화 조절 기능 연구를 통한 새로운 골재생 중장기적 원천기술 개발 : cilia transgenic mouse를 활용하여 cilia가 골재생에 미치는 효과 평가함.