국내 연구진, 비만 조절 핵심 수용체 세계 첫 발견
국내 연구진, 비만 조절 핵심 수용체 세계 첫 발견
동맥경화증 등 성인병 예방 신약개발 기대
  • 임도이 기자
  • admin@hkn24.com
  • 승인 2014.03.17 13:23
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비만을 조절하는 핵심 수용체와 작용 메커니즘이 세계 최초로 국내 연구진에 의해 밝혀냈다.  연구결과는 비만을 억제하는 방법 뿐 만 아니라 동맥경화증, 당뇨병 등 성인병(심장대사질환) 관련 새로운 신약 개발로 이어질수 있다는 면에서 관심을 끈다. 

서울대학교병원 순환기내과 김효수 교수 연구팀(이사민 전문의, 이현채 박사과정, 권유욱 교수)에 의해 규명된 새로운 연구결과는 셀(Cell)의 자매지인 ‘셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)’ 3월 호에 “Adenylyl Cyclase-Associated Protein 1 Is a Receptor for Human Resistin and Mediates Inflammatory Actions of Human Monocytes” 이란 제목으로 게재됐다.   

비만을 조절하는 핵심 수용체는 캡(CAP1) 단백질

▲ 서울대학교병원 내과 김효수 교수
연구팀에 따르면,  리지스틴(Resistin) 호르몬(용어설명 참조)은 비만, 동맥경화증, 당뇨병 등의 심장대사질환 이른바 성인병의 주요 원인으로, 아직까지 수용체가 밝혀지지 않았으나, 이번 연구를 통해 캡(CAP1) 단백질이 수용체라는 사실이 세계 최초로 밝혀졌다.

연구팀은 “분석 결과, 리지스틴 호르몬은 단핵구세포(용어설명 참조)의 캡 단백질과 직접 결합하는 것으로 밝혀졌다”며 “이를통해 단핵구세포에서 cyclic AMP 농도 증가 → protein kinase A 활성화 → NF-kB 활성화에 이르는 세포신호전달체계가 활성화 되면서, 단핵구세포가 염증유발 물질을 쏟아 낸다”고 설명했다.

다시말해 단핵구세포가 염증세포로 활성화되는 것이다. 이런 염증세포는 혈관을 타고, 인체 곳곳을 돌며, 만성염증 반응을 유발하는데,  비만 동맥경화증 당뇨병 등의 원인이 된다.

따라서 캡 단백질을 억제하면, NF-kB 활성이 억제되고, 리지스틴에 의한 만성염증반응이 사라져, 비만 진행을 막을 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.

동물 실험을 통해 캡(CAP1) 단백질이 수용체 입증

▲ 서울대학교병원 내과 이사민 박사
구팀은 유전자 변형으로 사람의 리지스틴을 분비하는 실험용 생쥐를 대상으로 캡 단백질을 과발현 시킨 비교군과 억제 시킨 대조군으로 나눈 후, 한 달 동안 고칼로리 음식을 섭취시켰다.

그 후 각 군의 지방조직 염증반응을 측정한 결과, 비교군이 대조군에 비해 3배 이상 높게 나타났다.

비교군에서는 과발현된 캡 단백질이 리지스틴과 결합하여 염증세포가 많이 생긴 반면, 대조군에서는 리지스틴과 반응할 캡 단백질이 없기 때문에 염증세포가 적은 것이라고  연구팀은 말했다.

김효수 교수는 “리지스틴과 만성염증반응은 비만, 당뇨병, 동맥경화증과 같은 현대인의 질병을 유발하는데 매우 중요하다”며 “이번 연구는 그동안 베일에 쌓여있던 캡 단백질이 리지스틴의 수용체로서 작용하고, 이것이 인간에 있어서 만성염증반응과 비만 유도 기능을 직접적으로 조절한다는 사실을 규명한 것”이라고 설명했다. 

▲ 연구팀은 생쥐를 세군으로 나눈 후(왼쪽: 리지스틴 분비 안 됨, 캡 단백질 과발현 그룹, 가운데: 리지스틴 분비, 캡 단백질 과발현 그룹, 오른쪽: 리지스틴 분비, 캡 단백질 억제 그룹), 한 달 동안 고칼로리 음식을 섭취 시킨 후, 지방세포를 관찰하였다. 이를 현미경으로 확대한 사진이다. 왼쪽 이미지는 리지스틴이 없어, 지방 세포 사이에 염증세포가 거의 없다. 가운데(비교군) 이미지는 고칼로리 식이로, 분비량이 늘어난 리지스틴이 캡 단백질과 반응하여, 지방 세포 사이에 염증 세포가 많다. 오른쪽(대조군) 이미지는 고칼로리 식이로, 리지스틴이 늘었으나, 캡 단백질이 억제되어, 지방 세포 사이에 염증세포가 상대적으로 적다.
연구팀은 향후 캡 단백질에 대한 후속연구를 통해, 새로운 성인병 치료제를 개발,  궁긍적으로 비만과 동맥경화증, 당뇨병과 같은 성인병으로 인한 사망률 및 사회적 비용이 감소되기를 기대하고 있다.

이번 연구는 보건복지부 선도형세포치료사업단과 한국보건산업진흥원 R&D진흥본부, 그리고 한국연구재단의 줄기세포 우수연구팀 사업의 지원을 받아 이루어졌다.

<용어 설명>

□ 단핵구세포
○ 백혈구 세포의 일종이다. 백혈구 세포 중에서 가장 크며, 둥근 모양을 하고 있다. 면역세포로써, 평소에는 염증 반응 작용이 없으나, 리지스틴 호르몬에 의해 염증 세포로 활성화 된다.

□ 리지스틴 호르몬
○ 생쥐는 리지스틴 호르몬이 지방세포에서 분비된다. 인간의 리지스틴도 지방세포에서 분비되는 것으로 추측되었으나, 연구 결과, 단핵구세포에서 분비되는 것으로 밝혀졌다.

과식을 하면(고칼로리 식이) 리지스틴이 많이 분비된다. 리지스틴이 단핵구 세포의 CAP1 단백질에 직접 붙으면, 단핵구세포는 염증유발물질을 쏟아 낸다. 즉 단핵구세포가 염증세포로 활성화 된다. 이런 염증세포는 혈관을 타고, 인체 곳곳을 돌며, 만성염증 반응을 유발한다. 이는 비만, 동맥경화증, 당뇨병의 원인이 된다.

□ 만성염증반응이 비만, 동맥경화증, 당뇨병의 원인이 되는 이유?
○ 비만: 염증세포가 지방세포들 사이에 침투하면, 염증반응을 유발한다. 이는 지방세포의 크기와 수를 증가시킨다.

○ 동맥경화증: 동맥경화증이란 동맥 혈관의 내막 안에 지방질과 염증세포들이 쌓여 죽종(atheroma)을 형성하고 혈액 순환에 장애를 유발하는 질환이다. 염증세포에 의해 혈관 내 염증반응이 유발되면 혈관내피세포 및 평활근세포가 자극되고 콜레스테롤 침착과 함께 죽종이 악화된다.

○ 당뇨병: 지방조직의 만성적인 염증반응은 혈중 지방산을 증가시키고 결국 간, 근육에서의 인슐린 저항성이 증가되어 당뇨병이 발생한다.
 

-대한민국 의학전문지 헬스코링뉴스-


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