Bone Remodeling 에서 Osteocyte의 역할

Abstract

인체에서 골조직은 외부 및 내부의 환경 변화에 활발히 적응하며 재생력을 갖는 기관이다. 이러한 외부적, 내부적 환경의 변화에 적응하는 골변화는 bone remodeling에 의해서 일어난다. bone remodeling 이란 손상받은 골을 제거하고 치유하는 과정으로 골과 무기질의 향상성을 유지한다. bone remodeling은 같은 장소에서 골의 흡수와 생성이 다양한 분자적 물질과 세포학적 신호과정을 통하여 연속적으로 이루어진다. Osteocyte cell은 전체 골 세포의 90~95%를 차지하고 있으며 canaliculi를 형성하여 각각의 osteocyte cell끼리 또는 다른 골 세포와 상호작용을 한다. 즉 골과의 밀접성과 형태적 특성으로 bone remodeling에서 중요한 역할을 담당할 것이라 기대되어 졌다. Osteocyte cell은 bone remodeling의 개시에 중요한 세포이다. 골조직에 외력이 작용하면 이를 mechanotransduction에 의하여 내부신호로 인지해야 하는데 이를 osteocyte cell이 담당한다. Osteocyte cell은 lacuna 또는 canaliculi에 액체가 차있는 cilium 구조가 있어 외력 작용시 fluid flow의 변화를 통하여 외력의 작용이 증폭되어 osteocyte cell에 인지된다. 외력의 종류에 따라 osteocyte cell의 반응은 달라진다. 외부응력에 의하여 골에 microcrack이 발생하였다면 osteocyte apoptosis를 통하여 osteoclast progenitor cell 을 이끌고 osteoclastogenesis를 촉진시킴으로써 bone remodeling 과정이 진행된다. bone remodeling이 시작되면 osteoclast progenitor cell이 골흡수가 일어나야 할 부위에 접근하고 osteoclast cell로 분화한다. Osteoclast cell은 골흡수에 적합한 ruffled border 형태를 가지며 골에 밀착하여 산성환경을 조성하여 골을 분해 및 흡수한다. 흡수가 모두 일어나면 골형성이 시작되어야 하는데 이러한 변환과정에 작용하는 세포는 명확히 밝혀지지 않았고 이때 osteocyte cell의 역할에 대해서는 연구가 더 필요하다. 후에 osteoblast progenitor cell의 증식 및 골형성 위치로 이끄는 과정, osteoblast cell의 분화 과정을 osteocyte cell이 촉진하는 것으로 밝혀졌다. Osteoblast cell의 분화는 다양한 신호에 의하여 조절된다. 분화된 Osteoblast cell은 골형성을 시작하며 다양한 유기물질을 만들어 낸다. 유기물질에 무기물질이 쌓임으로써 골광화가 일어나며 골형성을 중단시키는 신호를 osteocyte cell이 보내는데 이에 대한 연구는 더욱더 진행되어야 한다. Osteocyte cell은 위에서 살펴보았던 bone remodeling 과정 뿐만 아니라 sclerostin, PHEX, DMP-1, MEPE, FGF-23 을 분비하여 인체내의 무기물 물질대사에도 매우 중요한 역할을 한다.