DGIST, 뇌세포 조절 통해 비만치료 핵심 메커니즘 밝혀

대구경북과학기술원(DGIST)이 고지방 식이에 의한 비만을 예방 및 치료할 수 있는 새로운 후보표적을 발견했다고 5일 밝혔다.

이번 연구성과는 향상된 비만 치료제 개발을 위한 새로운 연구 방향을 제시할 것으로 기대된다.

최근 현대사회의 서구화된 식습관으로 비만, 당뇨와 같은 기초대사량이 줄어드는 대사성 질환이 증가하고 있다. 이를 예방하고 치료하려면 식욕을 감소시키거나 기초대사량을 늘려 에너지소비를 증가시켜야 하는데, 현재까지 효과적인 대사성 질환치료를 위한 구체적인 메커니즘이 밝혀지진 않았다. 

이에 뇌·인지과학전공 김은경 교수(뇌대사체학 연구센터장) 연구팀은 뇌실과 시상하부를 연결하는 띠뇌실막세포(tanycyte)가 음식에 함유된 영양소를 감지해 식욕을 조절한다는 점에 착안, 띠뇌실막세포 내 미토콘드리아 단백질인 ‘TSPO(translocator protein)’가 과영양 상태에 반응해 지질 및 에너지 대사를 조절한다는 사실을 규명했다. 또 TSPO를 억제시키면 신체 에너지대사를 증가시키고 식욕을 감소시키는 흥미로운 결과를 발표했다.

이를 입증하기 위해 연구팀은 고지방을 다량 섭취한 비만쥐의 띠뇌실막세포 내에서 지방 저장주머니 역할을 담당하는 지방소립(lipid droplet)이 과도하게 축적됨을 확인했다. 이때 이 세포 내 TSPO를 억제하면 체내 에너지 항상성이 활성화되면서 지방소립을 분해하여 에너지는 얻는 지질포식작용(lipophagy)이 유도되어 지방소립이 에너지원으로 사용됨을 관찰했다. 

결과적으로 이러한 작용들로 인해 세포 내 에너지대사에 필수적인 역할을 담당하는 ‘아데노신 3인산(Adenosine Triphosphate:ATP)’의 생산량이 증가했다. 또 고지방 식이 비만쥐에서 띠뇌실막세포의 TSPO의 발현을 억제 시 식욕 감소 및 신체 에너지대사가 증가하면서 체중 감소효과를 보였다. 

김은경 교수는 “자가포식작용 중 지질포식작용을 조절하는 띠뇌실막세포 TSPO의 역할을 규명하는 것은 과영양 상태에서 이 세포들의 기능을 이해하는데 도움이 될 수 있다”며 “띠뇌실막세포 TSPO를 비만과 같은 대사성 질환에 대한 잠재적 치료 전략으로 이용할 수 있는 가능성을 시사한다”고 설명했다.

이번 연구결과는 DGIST 뇌·인지과학전공 김설송 석박사통합과정 학생이 제1저자로 참여했고, 자가포식분야의 세계 최고 권위 학술지인 ‘오토파지(Autophagy)’에 8월 30일자 온라인 게재됐다. 

김범수 기자