뼈는 호르몬을 분비하는 장기인가 — 20년째 뒤집히는 오스테오칼신 논쟁

뼈는 받치는 기둥이 아니라 «분비하는 장기»다

뼈를 떠올리면 대개 건물의 기둥 같은 걸 생각한다. 몸을 받치고, 장기를 감싸고, 칼슘을 쌓아 두는 창고. 학교에서 배운 것도 거기까지였다. 그런데 2000년대 들어 뼈를 «내분비 기관»으로 보자는 주장이 나왔다. 뼈가 호르몬을 만들어 혈액으로 내보내고, 그 호르몬이 췌장과 근육과 뇌에까지 말을 건다는 이야기였다.

주인공은 오스테오칼신이라는 단백질이다. 뼈를 만드는 세포(조골세포)가 만들어 뼈 바탕질에 넣는다. 뼈에서 콜라겐 다음으로 많은 단백질이고, 혈액에서도 검출된다. 임상에서는 오래전부터 «뼈가 지금 만들어지고 있는가»를 보는 지표로 써 왔다.

여기까지는 논쟁이 없다. 문제는 그다음이다. 이 단백질이 정말 «호르몬»인가. 뼈 안에서 자기 일만 하는 재료인가, 아니면 혈액을 타고 다른 장기의 일을 지시하는 신호인가. 이 질문을 두고 지난 20년 가까이 결론이 뒤집혔다 다시 뒤집혔다.

2007년, 뼈가 혈당을 건드린다는 주장

시작은 2007년이었다. 컬럼비아대 제라르 카센티(Gerard Karsenty) 연구팀이 오스테오칼신 유전자를 없앤 생쥐를 만들어 관찰했더니, 뼈 말고 엉뚱한 곳들이 함께 이상해졌다고 보고했다.

보고된 표현형은 대략 이랬다. 뼈 형성이 늘었고, 포도당 대사가 어긋났고, 지방 대사에 문제가 생겼고, 생식 능력이 떨어졌다. 뼈에서 나오는 단백질 하나를 지웠을 뿐인데 대사증후군을 닮은 그림이 나온 셈이다.

이 결과는 파장이 컸다. 뼈가 에너지 대사에 관여한다는 이야기는 그때까지 교과서에 없었다. 이후 십수 년간 후속 연구가 이어졌고, 오스테오칼신은 근육·뇌·고환에까지 작용하는 다기능 호르몬으로 그려졌다. 「운동하면 뼈에서 호르몬이 나와 근육을 돕는다」 같은 이야기의 출처가 대체로 이 계열이다.

그런데 2020년, 세 팀이 재현에 실패했다

2020년 같은 저널(PLOS Genetics)에 두 편의 논문이 나란히 실렸다. 결론이 앞의 그림과 정면으로 어긋났다.

한쪽(Diegel 연구팀)은 CRISPR/Cas9로 오스테오칼신 유전자(Bglap·Bglap2)를 통째로 지운 생쥐를 새로 만들었다. 혈중 오스테오칼신은 검출되지 않는 상태였다. 그런데 측정 결과는 이랬다.

다른 쪽(Moriishi·Komori 연구팀)도 독립적으로 만든 결손 생쥐에서 운동으로 인한 뼈 형성, 포도당 대사, 운동 시 포도당 흡수, 테스토스테론 합성, 정자 형성, 근육량 어디에서도 오스테오칼신의 역할을 찾지 못했다고 보고했다.

세 번째 팀도 별도로 만든 결손 계통에서 같은 결과를 냈다. 서로 다른 세 곳에서 만든 모델이 모두 «대사 표현형 없음»으로 나온 것이다.

왜 결과가 갈렸나 — 제시된 설명 세 가지

2021년 Endocrinology에 실린 리뷰가 양쪽을 놓고 이유를 정리했다. 어느 쪽이 거짓말을 했다는 이야기가 아니라, 같은 유전자를 지워도 조건이 다르면 다른 결과가 나올 수 있다는 쪽에 가깝다.

리뷰의 결론은 «폐기»가 아니라 «보류»였다. 지금 근거로 이 가설을 버리기엔 이르고, 관련 수용체는 여전히 치료 표적 후보로 남겨 둘 만하다는 쪽이다.

사람에서는 어디까지 왔나

여기가 가장 중요한 대목이다. 사람에서 나온 근거는 아직 «관찰»에 머문다.

사람을 대상으로 한 역학·임상 연구에서 혈중 오스테오칼신 농도가 낮을수록 혈당 상태가 나쁜 쪽으로 연관된다는 보고들이 있다. 다만 이건 «같이 움직인다»는 관찰이지 «이것 때문에 저렇게 됐다»는 증명이 아니다.

인과를 확인하려면 사람에게 실제로 개입해 보는 연구가 필요한데, 그런 개입 임상시험은 아직 없다. 리뷰 저자들도 「인과성을 확인하려면 사람 개입 연구가 필요하다」고 명시했다.

암과의 관계는 «양면»으로 보고돼 있다

이 계열에서 암이 언급될 때도 방향이 하나가 아니다. 관련 신호 경로가 종양을 억제하는 쪽으로도, 촉진하는 쪽으로도 보고돼 있다. 2021년 리뷰도 이 부분을 「양면적」으로 정리했다.

뼈는 암과 원래 인연이 깊은 장기다. 유방암·전립선암·폐암이 잘 옮겨 가는 곳이고, 뼈에 자리를 잡은 암세포는 뼈를 허무는 세포를 자기 편으로 끌어들여 악순환을 만든다. 그래서 뼈를 «구조물»이 아니라 «신호를 주고받는 조직»으로 보는 관점 자체는 암 연구에서 이미 쓸모가 있었다.

다만 오스테오칼신이 암에 어떻게 작용하는지는 정리된 답이 없다. 방향이 엇갈리는 단계에서 한쪽만 떼어 «암을 막는다»거나 «암을 키운다»고 말하면 그건 근거가 아니라 취향이다.

확정과 논쟁의 경계 — 한 표로

이 주제를 읽을 때 헷갈리지 않으려면 아래 선만 기억하면 된다.

정리하면 이렇다. 뼈가 «분비하는 조직»이라는 큰 그림은 살아 있다. 뼈에서 나온 물질이 혈액에 있고, 그 수치가 몸의 다른 상태와 함께 움직인다는 관찰도 있다. 다만 「뼈가 혈당을 조절하는 호르몬을 낸다」는 문장은 아직 확정이 아니다.

이 이야기가 남기는 것

결과가 뒤집힌 이야기를 읽을 때 흔히 「그래서 과학은 못 믿겠다」로 끝나는데, 나는 반대로 읽는다. 같은 실험을 다른 팀이 다시 해 봤고, 안 나오면 안 나온다고 실었다. 세 팀이 각자 만든 생쥐로 확인했고, 반대 결과가 같은 저널에 나란히 실렸다. 자정이 작동한 사례에 가깝다.

개인이 당장 바꿀 일은 없다. 뼈에 좋다고 알려진 것들 — 체중을 싣는 운동, 단백질과 칼슘, 비타민 D, 금연 — 은 이 논쟁과 무관하게 그대로다. 바뀌는 건 「뼈 호르몬」을 앞세운 제품 문구를 읽는 눈이다.

그리고 하나 더. 몸에 대해 「다 밝혀졌다」고 말할 수 있는 영역은 생각보다 좁다. 뼈처럼 오래 들여다본 조직에서도 20년째 결론이 오간다.

자주 묻는 질문

참고 자료

이 글이 실제로 읽고 인용한 것은 다음이다. 2007년 최초 보고(Lee 외, Cell)와 그에 대한 재현 시도 두 편(Diegel 외 · Moriishi 외, PLOS Genetics 2020), 그리고 양쪽을 놓고 차이의 원인을 정리한 리뷰(Endocrinology 2021)다. 본문의 「확정 / 논쟁 중」 구분은 마지막 리뷰의 정리를 따랐다.

수치와 표현은 원문에 적힌 범위를 넘지 않게 옮겼다. 「정상」·「찾지 못했다」 같은 표현은 연구팀이 쓴 그대로이며, 「효과가 없다」로 바꾸지 않았다. 재현에 실패했다는 것과 존재하지 않는다는 것은 다른 말이기 때문이다.