국내외 연구진이 공동연구로 지방세포(Adipocyte)의 에너지 소비를 조절하는 새로운 기전을 규명하였다.
서울대학교 성제경 교수, 연세대학교 서준영 교수, 예일대학교 Peter Cresswell 교수 연구팀이 바이페린(Viperin) 단백질이 지방세포의 에너지 소비를 조절하는 기작을 규명하고, 지방함량을 조절할 수 있음을 확인했다.
- ○이번 연구결과는 학계에서 우수성이 인정되어 생명과학 분야의 권위있는 학술지인 Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) 온라인판에 이번주 최신 논문으로 게재되었다.
- ※논문명 : Intrinsic expression of viperin regulates thermogenesis in adipose tissues
- ※저자정보 : 성제경(교신저자, 서울대 교수), 서준영(교신저자, 연세대 교수), Peter Cresswell(교신저자, 예일대 교수), 엄요한(제1저자, 연세대 박사과정), 김정진(제1저자, 연세대 박사과정)
대사질환은 서구화된 식습관의 증가로 그 위험성과 발병률이 급증하는 추세이며, 비만 고혈압 및 당뇨병이 이에 해당 된다.
최근 지방세포의 에너지 소비 조절이 이러한 대사질환에 관여한다는 연구결과들이 보고되었으나 명확한 기작은 밝혀지지 않은 상황이었다.
연구팀은 바이페린 단백질이 지방세포에서 지방산 산화(Fatty acid-beta-oxidation)과정을 저해함으로써 에너지 소비 조절에 관여할 수 있다는 사실을 처음으로 밝혀냈다.
- ○바이페린 단백질이 백색, 갈색지방을 포함한 여러 조직에서 발현하고 있음을 확인하였고, 바이페린 유전자가 제거된 마우스(Viperin knockout mouse)의 체중과 지방조직이 정상 마우스에 비하여 현저하게 줄었음을 확인하였다.
- ○바이페린 유전자가 제거된 마우스는 지방조직에서의 열발생이 활성화되어 에너지가 소비되고, 이러한 이유로 지방조직의 크기가 줄고, 내당력(Glucose tolerance) 및 지방간(Fatty liver)과 같은 대사질환의 개선을 확인하였다.
- ○한편, 고지방식을 과도하게 섭취하거나 저온 상태에서는 바이페린 단백질의 발현이 증가되고, 열발생 작용을 억제한다는 것을 확인하였다.
- ○바이페린 유전자가 제거된 지방세포에 지방산 산화 저해제를 투여하였을 때, 정상 지방세포에서와 유사한 열발생 작용을 관측함으로써 바이페린에 의한 열발생 조절기전을 검증하였다.
이번 연구결과는 바이페린 단백질이 열발생을 제어하고 결과적으로 지방세포의 지방 함량을 유지하는 기전을 밝혔다. 바이페린 유전자 제거된 마우스에서 지방 함량 감소 및 내당력의 개선 효과는 향후 비만 및 당뇨병을 치료하는 약물 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 평가된다.
- ○성제경 교수는“유전자변형마우스 모델을 활용하여 질환 관련 유전자의 생체 내 기능을 밝히는 연구를 통하여 새로운 비만 및 당뇨병 치료제의 발전 가능성을 열게 된 연구로서 그동안 과기정통부의 지원에 따른‘국가마우스표현형분석사업단의 마우스 연구 인프라’를 기반으로 세계 수준의 연구성과를 배출하는 연구지원을 하게 된 의의 또한 크다고 볼 수 있다”라고 하였다.
- ○서준영 교수는“이번 연구를 통하여 바이페린 단백질에 의한 열발생 제어의 새로운 기전은 대사질환의 새로운 연구 방향과 치료제 개발에 공헌할 수 있는 토대를 마련하였을 뿐만 아니라 바이페린 단백질의 선천면역 기능을 고려할 때 에볼라, 황열 바이러스와 같은 고열을 유발하는 병원균 감염에 대한 인체 방어 전략의 새로운 개념을 제시하였다”라고 연구의 의의를 밝혔다.
본 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 국가마우스표현형분석사업 및 중견연구자지원사업, 기초연구실지원사업 을 통하여 수행되었다.