비만과 당뇨 등 대사질환을 예방하고 치료할 수 있는 단초가 마련됐다. 비만과 당뇨을 억제하는 ‘갈색지방’ 기능저하 및 퇴화기전이 밝혀졌다.
기초과학연구원(IBS·원장 노도영)은 이혁종 혈관 연구단 연구위원팀이 갈색지방세포가 비활성화할 때 일어나는 지방축적의 새로운 기전을 대사적 관점에서 제시했다고 12일 밝혔다.
갈색지방은 교감신경 활성화로 열 생성 단백질인 ‘터모제닌’을 증가시켜 열을 생성한다. 이때 포도당으로 불리는 글루코스와 지방산 분해를 촉진해 비만, 당뇨와 같은 대사성 질환 개선을 유도한다.
갈색지방에서 열 생성력이 저하되면 갈색지방세포에 지방이 축적되고, 교감신경 활성화 저하와 미토콘드리아 기능장애가 발생한다. 이런 상태가 지속되면 갈색지방이 백색지방으로 변화해 대사성 질환 예방에 부정적이다. 다만 갈색지방에서 지방축적을 조절하는 메커니즘은 명확하지 않다.
연구진은 쥐를 이용한 실험을 진행했다. 갈색지방 교감신경을 제거하거나, 30°C 이상 고온에서 사육하는 등 열 생성 능력을 저하시키면 혈관내피세포에서 분비되는 줄기세포성장인자(SCF)가 갈색지방세포 내 ‘c-키트(c-Kit)’ 수용체와 결합해 지방축적을 유도함을 최초로 규명했다.
갈색지방의 열 생성 능력이 저하됐을 때 갈색지방세포는 SCF 수용체인 c-키트 발현을 일시적으로 증가시키고, 혈관내피세포에서 분비된 SCF가 c-키트 수용체에 결합한다. 이때 새로운 지방산을 생성하는 데 관여하는 효소 발현이 증가하는데, 이 효소들이 갈색지방세포 지방축적을 유도했다.
흥미롭게도 백색지방세포나 백색지방에서 생성되는 또 다른 갈색지방세포 ‘베이지색지방세포’에서는 열생성 저하조건에서도 c-키트 수용체가 발현되지 않았다. 이는 갈색지방세포에서만 지방축적에 관여하는 세포 간 특이적 신호체계가 존재함을 시사한다.
이혁종 연구위원은 “이번 연구로 갈색지방 기능저하 및 퇴화 관련 새로운 신호체계를 발견했다”며 “향후 갈색지방 기능저하 및 퇴화를 선택적으로 억제해 대사성 질환 예방 및 치료에 효과적인 약물개발에 활용할 수 있을 것”이라고 전했다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 5월 13일 온라인 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
