스트론튬 — 뼈를 튼튼하게 하는 원소, 그런데 왜 아무도 이야기하지 않을까?

연구 목적: 스트론튬 라넬레이트는 골다공증 치료를 위한 새로운 약물이므로 그 이점과 위해를 알아야 합니다. 이 검토의 목적은 폐경 후 골다공증의 치료와 예방에 사용하는 스트론튬 라넬레이트의 효과와 안전성을 평가하는 것입니다.

결과: 선정 기준을 충족한 임상시험은 4건이었습니다. 이 가운데 3건은 치료 대상자를 포함했고(스트론튬 라넬레이트 하루 0.5~2 g), 1건은 예방 대상자를 포함했습니다(하루 0.125 g, 0.5 g, 1 g). 치료 대상자에게 스트론튬 라넬레이트를 하루 2 g씩 3년간 투여했을 때 척추 골절은 37% 감소했고(RR 0.63, 95% CI 0.56, 0.71), 비척추 골절은 14% 감소했습니다(RR 0.86, 95% CI 0.75, 0.98). 두 대상군 모두에서 2~3년 후 모든 골밀도(BMD) 측정 부위의 골밀도가 증가했습니다. 낮은 용량의 스트론튬 라넬레이트도 위약보다 효과가 좋았으며, 가장 높은 용량에서 척추 골절이 가장 크게 감소하고 골밀도가 가장 많이 증가했습니다. 스트론튬 라넬레이트를 하루 2 g 복용하면 설사 위험이 높아지는 것으로 나타났습니다. 하지만 이상 반응은 치료 중단 위험에 영향을 주지 않았고, 중대한 부작용이나 위염, 사망 위험을 높이지도 않았습니다.

연구 목적: 새로운 작용 기전을 가진 약물, 새로운 투여 일정, 장기 치료의 안전성 입증 측면에서 골다공증 치료는 크게 발전했습니다. 알렌드로네이트, 이반드로네이트, 비강용 칼시토닌, 부갑상선 호르몬, 랄록시펜, 리세드로네이트, 호르몬 대체 요법, 스트론튬 라넬레이트, 졸레드로네이트는 척추 골절 위험을 낮춥니다.

결과: 스트론튬 라넬레이트는 골다공증 치료를 위한 새로운 약물이며, 골다공증의 중증도와 관계없이 골절을 예방하는 효과가 있습니다. 3상 임상시험을 최대 5년까지 연장한 결과에서도 골절 예방 효과가 지속되는 것으로 나타났습니다. 인간화 단클론 항체인 데노수맙은 핵인자 카파B 수용체 활성화인자 리간드(RANKL)에 작용해 뼈 흡수를 빠르고 강력하게, 용량에 따라 억제합니다. 척추, 고관절, 전완의 골밀도가 증가했으며, 그 증가 폭은 알렌드로네이트 70 mg을 주 1회 투여했을 때보다 약간 컸습니다.

연구 목적: 다양한 질병을 치료하기 위해 글루코코르티코이드를 장기간 투여하면서 글루코코르티코이드 유발 골다공증(GIOP)이 중요한 문제로 떠올랐습니다. GIOP 치료 후보 물질이 몇 가지 연구되었지만, 이를 예방할 수 있는 믿을 만한 약물은 여전히 부족합니다.

결과: GluSr는 GIOP 쥐 모델에서 조골세포의 생존을 효과적으로 촉진하고, 파골세포의 분화를 억제했으며, 뼈 형성을 회복시켰습니다. GluSr로 치료한 GIOP 쥐의 대퇴골을 마이크로어레이로 분석한 결과, 글루코코르티코이드 수용체(GR), 에스트로겐 수용체 유전자(ESR), 비타민 D 수용체(VDR)의 신호 경로가 GluSr에 의한 뼈 회복에 관여하는 것으로 나타났습니다. 요약하면, 이번 연구에서는 GluSr가 시험관 내와 생체 내 모두에서 조골세포 분화를 촉진하고 파골세포의 활동을 억제한다는 사실을 확인했습니다. GluSr는 GIOP 예방을 위한 새로운 스트론튬 제제가 될 가능성이 있습니다.

연구 목적: 남성의 골다공증은 상당한 질병 부담과 사망률을 초래하지만, 제대로 인식되지 않는 경우가 많습니다. 남성의 고관절 골절은 여성보다 사망률이 높으며, 첫해 사망률은 최대 37.5%에 이릅니다. 따라서 남성의 골다공증을 제때 진단하고 치료하는 것이 중요합니다. 골다공증의 이차적 원인은 흔하므로 반드시 확인해야 합니다. 절대 골절 위험을 평가하면 골다공증 치료가 필요한 남성을 선정하는 데 도움이 됩니다.

결과: 성선기능저하증이 있는 남성과 정상 성선 기능을 가진 남성의 골다공증을 대상으로 경구 또는 정맥 주사 비스포스포네이트를 사용한 연구 대부분은 취약성 골절이 아니라 골밀도(BMD)와 뼈 대사 생화학 지표에 미치는 영향을 보고했습니다. 고관절 골절을 겪은 노인 남성과 여성에게 졸레드론산을 정맥 투여했을 때, 위약 주입군보다 임상적 골절, 임상적 척추 골절, 비척추 골절 및 사망이 감소했습니다. 남성 골다공증에 관한 최근 연구에서는 경구 또는 정맥 주사 비스포스포네이트가 척추 골절을 줄이는 것으로 보고되었습니다. 하지만 어느 연구도 비척추 골절과 고관절 골절의 감소를 확인할 만큼 충분한 검정력을 갖추지 못했습니다. 테리파라타이드 치료도 척추 골절을 줄입니다. 데노수맙은 골밀도를 높이고 뼈 대사 지표를 낮추며, 스트론튬 라넬레이트는 골다공증이 있는 남성의 골밀도를 높입니다.

연구 목적: 칼슘, 마그네슘, 스트론튬은 모두 근골격계와 심혈관계의 건강 및 질병과 관련이 있습니다. 하지만 이 세 원소는 화학적으로 밀접한 관계가 있음에도 심혈관계 결과와 관련한 특성은 상당히 다릅니다.

결과: 근골격계 건강을 위해 마그네슘을 일상적으로 보충해야 한다는 근거는 부족합니다. 식사를 통한 섭취량이 많고 혈중 농도가 높으면 심혈관 질환을 예방하는 것으로 보입니다. 현재 제네릭 의약품으로 다시 판매되는 스트론튬 라넬레이트는 골절 예방 효과가 분명하지만 혈전색전증 위험 증가와 관련이 있습니다. 일부 연구에서는 심근경색 위험이 높아질 가능성이 관찰되었지만, 더 광범위한 분석에서는 이를 뒷받침하지 않았습니다. 따라서 현재 허가된 용법에 따라 스트론튬 라넬레이트는 심혈관 위험 요인이 없는 중증 골다공증 환자에게 유용한 치료 선택지입니다.

연구 목적: 이 연구는 뼈세포 조절, 특히 조골세포와 파골세포의 활동에 스트론튬 치환 하이드록시아파타이트(SrHAp)가 미치는 조절 효과를 조사했습니다. X선 회절 분석을 통해 스트론튬이 하이드록시아파타이트 결정 구조에 성공적으로 들어갔음을 확인했으며, 소량의 CaO가 존재해도 상 안정성이 높다는 사실을 확인했습니다.

결과: RANKL로 처리한 RAW 264.7 세포의 형태를 분석한 결과, TRAP 양성 다핵세포가 감소했습니다. TRAP 활성도 감소해 이 결과를 뒷받침했습니다. 작용 기전 조사에서는 SrHAp가 RANKL/TRAF6/NF-κB 신호 경로를 방해해 핵심 전사 인자인 NFATc1의 발현을 낮추는 것으로 나타났습니다. 결론적으로 SrHAp 나노입자는 조골세포의 무기질화를 촉진하는 동시에 파골세포 분화를 억제하는 두 가지 작용을 합니다. 이러한 균형 조절은 SrHAp가 골다공증 치료와 첨단 뼈 재생에 사용할 생체활성 세라믹 소재로서 잠재력이 있음을 보여줍니다.

연구 목적: 부갑상선 호르몬 절편인 테리파라타이드(PTH1-34)를 이용한 골다공증 치료를 최적화하기 위해, 난소를 제거한 쥐에서 스트론튬(Sr)이 간헐적으로 투여한 PTH1-34의 뼈 형성 촉진 작용을 강화할 수 있는지 조사했습니다. 암컷 쥐는 생후 6개월에 모의 수술을 받거나 난소를 제거(Ovx)했습니다.

결과: PTH1-34 단독 투여군과 비교해 조직 수준의 체적 골밀도(vBMD)를 높이는 스트론튬의 효과가 유지되었으며, 뼈 강도도 유의하게 향상되었습니다. 일차 조골세포 배양에서는 Sr과 PTH1-34를 각각 단독 또는 함께 투여했을 때 Rankl 발현이 증가하고 Opg 발현이 감소했습니다. 이는 생체 내에서 뼈 흡수 표지자인 디옥시피리디놀린의 소변 수치가 높아진 결과와 일치합니다. Sr 또는 PTH1-34를 단독 투여하면 Igf1과 Alpl 발현이 증가했고, 두 물질을 함께 투여하면 이러한 골형성 표지자가 더 크게 증가했습니다. 결론적으로 Sr과 PTH1-34를 병용하면 뼈의 양에 대한 PTH1-34의 골형성 효과와 뼈 재료 특성에 대한 Sr의 무기질 수준 효과가 결합됩니다. 그 결과 뼈 형성이 시너지 효과로 촉진되고 뼈의 질과 강도가 더 크게 개선됩니다.

연구 목적: 골다공증은 노화로 뼈와 면역 체계가 약해져 발생하는 전 세계적인 퇴행성 뼈 질환이며, 주로 노인에게 나타납니다. 현재 골다공증 치료는 조골세포와 파골세포를 약물로 조절하는 데 초점을 맞추고 있어 치료 과정이 복잡하고 부작용이 생길 수 있습니다.

결과: 이번 연구에서는 화학적 무기질화 방법으로 스트론튬 인산염(SP)을 입힌 속 빈 제올라이트 이미다졸레이트 골격-8(hZIF) 나노의약품을 만들고, 여기에 비타민 D3(VD)를 추가로 넣었습니다. 만들어진 VD@SP-hZIF 나노입자는 노화된 생쥐 골다공증 모델에서 강력한 골면역 조절 효과를 보였습니다. 즉, 항염증 작용, 뼈 형성 촉진, 칼슘 흡수 촉진 효과를 나타냈습니다. 이는 각각 나노입자에 포함된 아연 이온, 스트론튬 인산염, VD에 따른 것으로 보입니다. 연구진은 VD@SP-hZIF 나노입자가 골다공증을 치료하는 구체적인 기전도 조사했습니다. 이번 연구는 골다공증에 맞서 골면역 미세환경을 효과적으로 조절할 수 있는 금속-유기 골격 나노의약품의 제조법을 제시하며, 염증성 질환 치료에 적용할 수 있는 유망한 치료 모델을 제공합니다.