셀레늄 전달 장애로 간 기능 저하와 연골 노화 연결

간 단백질이 장기 손상과 관절 질환을 연결한다

서울대학교와 이화여자대학교 연구진이 간 기능 장애가 골관절염을 악화시킬 수 있는 생물학적 경로를 밝혀냈다. 혈액을 통해 셀레늄을 연골로 운반하는 단백질인 SELENOP의 생성이 줄어드는 경로다. 이번 연구는 간 질환 환자에게 골관절염이 더 흔하다는 인구집단 연구 결과와, 영양소 전달이 저해되면 연골 세포가 약화되는 과정을 보여준 실험을 연결한다.

연구 결과는 2026년 9월 22일 Cell Metabolism 온라인판에 게재됐으며, 제38권 제10호에 배정됐다. 서울대학교 생명과학부 김진홍 교수와 이화여자대학교 의과대학 김이준 교수가 공동으로 연구를 이끌었다. 연구진은 사람의 인구집단 자료와 여러 유형의 간 손상을 입힌 생쥐를 함께 조사했다.

핵심 발견은 대사 건강 악화와 관절 문제 사이의 일반적인 연관성보다 구체적이다. 간에서 SELENOP 생성이 줄면 연골에 공급되는 셀레늄도 감소했다. 셀레늄 부족은 연골 세포 내부의 보호 단백질을 줄이고 산화 스트레스를 높이며 세포 노화를 촉진했다. 생쥐에서는 셀레늄 보충으로 연골 손상이 완화됐지만, 사람에게서 예방 또는 치료 효과가 입증된 것은 아니다.

연구 초록은 간 기능 장애로 교란되는 경로로 SELENOP-ApoER2 축을 지목한다. 이는 간 질환과 골관절염이 우연히 함께 나타나는 질환이라고 보는 대신, 연구진이 조사할 수 있는 구체적인 수송 경로를 제시한다.

인구집단 연구 결과

연구진은 국내외 대규모 인구집단 자료를 분석하는 것으로 연구를 시작했다. 전국 단위 코호트에서 간 질환 환자의 골관절염 유병률이 더 높게 나타났다. 유병률은 한 인구집단에서 특정 질환이 얼마나 흔한지를 나타내는 지표다. 유병률만으로는 어떤 질환이 먼저 발생했는지 알 수 없으며, 한 질환이 다른 질환을 유발했다고 입증할 수도 없다.

사람을 대상으로 한 분석에서는 간 질환 환자의 하루 셀레늄 섭취량과 골관절염 사이의 연관성도 나타났다. 이 관찰 결과는 셀레늄 대사를 조사할 근거가 되지만, 셀레늄을 복용하면 연골 손상을 예방할 수 있다고 보여주는 임상시험 결과와는 다르다. 식사를 통한 섭취와 처방된 보충제 복용도 서로 다른 노출이다.

논문 초록에는 코호트 규모, 유병률의 절대 수치 또는 연관성의 크기가 제시되지 않았다. 이 수치가 없으면 골관절염이 얼마나 더 흔했는지 말하거나, 개인 환자의 추가 위험을 계산하거나, 효과적인 하루 섭취량을 제시할 수 없다.

이 연구는 서로 다른 두 종류의 근거를 결합한다는 점에서 구분이 중요하다. 인구집단 연구는 사람에게서 연관성을 확인한다. 동물 실험은 통제된 조건에서 생물학적 설명을 시험한다. 두 근거가 함께 추가 연구의 필요성을 뒷받침하지만, 환자를 위한 셀레늄 치료법을 확립한 것은 아니다.

셀레늄은 어떻게 연골에 도달하나

셀레늄은 산화 손상으로부터 세포를 보호하는 단백질을 비롯해 특정 단백질을 만드는 데 소량 필요한 영양소다. 이번 연구는 단순히 사람이 셀레늄을 얼마나 섭취하는지가 아니라, 셀레늄이 연골에 어떻게 도달하는지에 초점을 맞췄다.

셀레노단백질 P를 줄여 부르는 SELENOP는 주로 간에서 만들어져 혈류를 통해 다른 조직으로 셀레늄을 운반한다. 연구진은 세포의 물질 흡수에 관여하는 수용체인 ApoER2와 SELENOP의 연결이 연골에 셀레늄을 공급하는 경로임을 확인했다. 쉽게 말해 간은 연골 세포가 방어 기능을 유지하는 데 필요한 영양소를 포장해 운반하는 역할을 한다.

동물 실험에서 간 기능 장애는 SELENOP 분비를 줄였다. 운반 단백질이 감소하면서 연골에 전달되는 셀레늄도 줄었다. 이는 영양소 섭취와 영양소 분배의 차이를 보여준다. 셀레늄을 섭취하더라도 통상적인 수송 경로를 통해 모든 조직에 충분한 양이 공급된다고 볼 수는 없다.

따라서 이번 발견은 장기 사이의 신호 전달 장애를 가리킨다. 간 손상과 연골의 보호 기능 저하가 연관된 것으로 나타나면서, 관절 밖에서 발생한 질환이 관절 악화에 기여할 수 있는 설명이 제시됐다.

간에서 SELENOP가 줄어드는 이유

연구는 간에 스트레스가 가해졌을 때 SELENOP 생성을 줄이는 두 가지 과정을 설명한다. 하나는 전사 억제다. 간세포가 단백질을 만드는 데 쓰이는 RNA 지시문을 더 적게 생성하는 현상을 뜻한다. 다른 하나는 번역 억제다. 해당 지시문이 단백질로 전환되는 효율이 떨어지는 현상이다.

두 번째 과정에는 셀레노시스테인이 풍부한 SELENOP 전사체에서 발생하는 리보솜 충돌이 관여했다. 리보솜은 RNA를 읽고 단백질을 조립하는 세포 내 기구다. 셀레노시스테인은 셀레늄을 함유한 아미노산으로, 셀레노단백질에 포함된다. 연구진은 이 기구에서 발생하는 충돌이 SELENOP 분비 감소와 관련이 있다고 밝혔다.

이번 발견은 단백질 생성 과정의 여러 단계에서 교란이 발생함을 보여준다. 간 스트레스는 단백질 생성 지시문의 작성과 그 지시문을 활용하는 과정 모두에 영향을 미쳤다. 그 결과 SELENOP가 감소하면서 연골에서 관찰된 셀레늄 공급 저하를 설명할 분자 수준의 근거가 제시됐다.

연구진은 생쥐에서 급성 및 만성 간 손상과 대사 기능 장애 관련 지방간염(MASH)을 시험했다. MASH는 간 염증과 손상을 동반하는 지방간 질환의 한 유형이다. 여러 유형의 손상을 조사해 단일 간 질환 실험 조건을 넘어 연구를 확장했지만, 결과를 사람에게서 검증하려면 추가 연구가 필요하다.

연골 세포 내부에서 일어나는 일

셀레늄 전달이 줄자 연골 세포가 생성하는 셀레노단백질도 감소했다. 이 단백질 중 일부는 정상적인 세포 활동 중 생성되는 화학 반응성이 높은 분자인 활성산소종을 조절하는 데 도움을 준다. 활성산소종이 세포의 조절 능력을 넘어 축적되면 세포 구성 요소를 손상시킬 수 있다.

연구진은 셀레늄 공급 저하로 항산화 방어 기능이 약해지고 산화 스트레스가 증가하면서, 연골을 유지하는 세포인 연골세포의 노화가 촉진되는 과정을 제시했다. 세포 노화는 세포가 정상 기능을 잃고 조직 건강을 이전만큼 효과적으로 지원하지 못하는 상태다.

이는 관절이 사용에 따라 단순히 닳는다는 설명과 다르다. 연골은 구조를 유지하기 위해 살아 있는 세포에 의존한다. 세포가 보호 능력을 잃고 노화 상태에 들어가면 조직의 자가 유지 능력이 떨어진다. 동물 모델에서는 이러한 과정이 더 심한 연골 손상 및 골관절염과 함께 나타났다.

연구진은 간 기능과 셀레늄 전달의 연관성을 조사하면서 혈액 분석도 수행했다. 그러나 위험 환자를 가려낼 혈중 농도 기준치나 진단 검사는 제시되지 않았다. 이 메커니즘을 검증된 선별 검사로 오해해서는 안 된다.

생쥐에서는 셀레늄이 관절 손상을 완화했다

연구진은 셀레늄을 공급하면 교란된 수송 경로를 보완할 수 있는지 시험했다. 간 기능이 손상된 생쥐에서 셀레늄 보충은 연골 세포의 셀레노단백질과 항산화 능력을 회복시키고, 세포 노화를 줄였으며, 연골 손상과 골관절염 진행을 완화했다.

초록은 무기 셀레늄 보충이 SELENOP 매개 전달 장애를 우회하는 방식이라고 구체적으로 설명한다. 이는 셀레늄이 풍부한 음식을 더 먹거나 시중의 어떤 보충제든 복용하라는 권고보다 범위가 좁은 결과다. 실험에서 사용한 셀레늄의 형태와 조건은 연구의 일부이며, 모든 제품에도 적용된다고 볼 수 없다.

간 질환 자체가 사라지지 않은 상태에서도 개선이 나타났다. 이는 간 질환이 해소됐는지에 따라 관절 변화가 달라진 것에 그치지 않고, 셀레늄 전달 장애가 연골 손상에 기여한다는 생각을 뒷받침한다.

그럼에도 실험이 입증한 것은 동물 모델에서의 개선이지, 사람의 골관절염 치료가 아니다. 사람의 손상된 연골을 재생할 수 있는지, 관절 통증이 개선될지, 보충제가 기존 치료를 대체할 수 있는지는 입증하지 않았다. 이러한 결과는 각각 별도의 임상시험을 통해 직접 확인해야 한다.

이번 연구가 보충제 복용의 근거가 되지 않는 이유

이번 연구로는 핵심적인 임상 질문 세 가지에 답할 수 없다. 간 질환 환자에게 셀레늄이 골관절염을 예방하거나 치료하는지, 어느 정도의 용량이 효과를 내는지, 장기간 복용해도 안전한지가 그것이다. 각 질문에 답하려면 임상시험이 필요하다.

셀레늄을 과다 섭취하면 해로울 수 있다. 따라서 동물 실험 결과와 식이 섭취량의 연관성만으로 이 연구를 근거 삼아 보충제를 시작해서는 안 된다. 어떤 영양소가 정상적인 기능에 필요하다고 해서 모든 사람에게 추가 섭취가 이롭다는 뜻은 아니다.

사람의 식이 섭취량에 관한 결과도 신중하게 해석해야 한다. 셀레늄 섭취량과 골관절염의 연관성은 섭취량을 바꾸면 질환도 달라진다는 사실을 입증하지 않는다. 간 질환 환자 모두의 연골에 셀레늄이 부족하다거나, 모두가 같은 치료에 반응한다는 점도 보여주지 않는다.

연구 발표 내용에는 임상시험 시작일이나 복용량 권고, 환자 선정 기준이 제시되지 않았다. 연구진이 밝힌 다음 단계는 간 질환과 골관절염을 모두 앓는 사람에게 적절한 셀레늄 기반 예방 또는 치료 접근법을 개발할 수 있는지 시험하는 것이다.

골관절염을 더 넓게 보는 관점

이번 발견은 신체 다른 부위의 대사 변화가 관절 건강에 영향을 줄 수 있다는 골관절염 관점을 뒷받침한다. 노화나 신체적 손상, 반복적인 관절 부하를 배제하는 것은 아니다. 대신 간 기능 장애가 연골의 보호 기능을 약화할 수 있는 구체적인 추가 경로를 제시한다.

연구를 공동으로 이끈 서울대학교 김진홍 교수는 한국어 발언을 번역한 다음과 같이 설명했다.

이번 연구는 골관절염이 관절 자체의 문제뿐 아니라 다른 장기의 대사 이상이 전신에 미치는 영향으로도 유발될 수 있음을 보여줍니다.

연구를 공동으로 이끈 이화여자대학교 김이준 교수는 별도의 발언에서 다음 단계에 대한 계획을 설명했다. 해당 발언은 한국어에서 번역했다.

간 질환을 동반한 골관절염 환자에게 적절한 셀레늄 기반 예방 및 치료 체계를 마련할 수 있는지 시험할 계획입니다.

이 연구 계획은 골관절염 환자 모두에게 보충제를 권하는 것보다 범위가 좁다. 두 질환을 모두 앓고 있고 특정 기전이 관절 질환과 관련 있을 수 있는 환자군을 대상으로 한다. 효과가 있는지 확인하는 것만큼이나 누가 효과를 보는지 확인하는 일이 중요하다.

논문 게재 및 연구 지원

논문 제목은 ‘A liver-cartilage selenium axis underlies metabolic comorbidity in osteoarthritis’다. 논문의 게재 정보에는 Cell Metabolism 제38권 제10호와 DOI 10.1016/j.cmet.2026.08.023이 기재돼 있다. 9월 온라인 게재와 10월호 배정은 서로 다른 출판 단계를 나타내며, 날짜가 상충하는 것은 아니다.

논문 게재와 연구 결과 공개 순서는 다음과 같다.

• 2026년 9월 22일: 연구 결과가 Cell Metabolism 온라인판에 게재됐다.
• 2026년 10월: 논문이 제38권 제10호에 배정됐다.
• 2026년 10월 12일: 공동 연구팀의 연구 결과가 공개됐다.
• 2026년 10월 13일: 연구와 지원에 관한 추가 정보가 발표됐다.

이번 연구는 한국 과학기술정보통신부, 보건복지부, 한국신약개발사업단과 서경배과학재단의 지원을 받았다. 가장 중요한 기여는 사람의 인구집단 연구 근거와 실험으로 검증한 영양소 수송 메커니즘을 연결한 것이다. 임상적 한계는 보충제의 이점이 환자가 아닌 생쥐에서만 입증됐다는 점이다.

핵심 요점

• 인구집단 분석에서 간 질환 환자에게 골관절염이 더 흔하게 나타났다.
• 간 스트레스는 SELENOP 생성을 줄여 SELENOP-ApoER2 경로를 통한 셀레늄 전달을 교란했다.
• 셀레늄 공급 감소는 연골 세포의 항산화 방어 기능을 약화하고 세포 노화를 촉진했다.
• 무기 셀레늄 보충은 생쥐에서 연골 손상과 골관절염 진행을 줄였다.
• 사람에서의 예방 및 치료 효과, 유효 용량, 장기 안전성을 확인하려면 임상시험이 필요하다.
• 셀레늄 과다 섭취는 해로울 수 있으며, 이번 연구는 보충제 복용을 시작하라는 권고가 아니다.