[연구필요성]
체온유지를 위해 갈색지방조직은 열을 생산한다. 이를 위해 갈색지방조직은 에너지원의 소비를 필요로 하는데, 그에 대한 연구는 부족한 실정이었다.
[연구성과/기대효과]
본 연구결과는 1) 추위 자극 시 갈색지방세포에서 열 발생을 촉진하는 새로운 분자기전을 밝혔다는 것, 2) 갈색지방세포의 에너지소비를 조절하는 제어기전을 규명하여 대사성질환 치료의 새로운 타깃을 제시했다는 것에 의의가 있다.
[본문]
지방조직은 크게 지방대사물을 주로 저장하는 백색지방조직과 열 발생에 이용되는 갈색지방조직으로 나눌 수 있다. 갈색지방조직은 미토콘드리아를 통해 열을 생산하며, 이는 생존에 필수적인 체온유지 과정을 매개한다. 열 발생 과정에서 갈색지방조직은 에너지원의 이용과 소비를 증가시키기 때문에, ‘갈색지방’ 연구는 최근 비만을 비롯한 대사질환 치료의 새로운 대안으로 제시되고 있다.
김재범 교수와 신경철 박사는 추위 노출 시 갈색지방에서 VLDL 수용체가 유도됨을 발견하였고, 이를 통해 혈중 지방대사물(VLDL)을 흡수함으로써 열 발생 과정에 사용한다는 것을 최초로 규명하였다.
김재범 교수 연구진에 따르면 갈색지방세포는 VLDL 수용체를 통해 흡수한 지방대사물을 에너지원으로 사용할 뿐만 아니라, 열 발생 관련 전사인자인 PPARdelta 활성화를 유도하여 체온 조절을 수행함을 밝혔다. VLDL 수용체가 결손 된 생쥐의 경우, 추위에 노출 시 갈색지방조직 활성화가 나타나지 않으며 정상 체온유지에 실패하였다. 또한, VLDL 의존적 열 발생 과정이 갈색지방세포의 PPARdelta가 결손 된 생쥐에서 억제됨을 통해, 갈색지방세포의 열 발생을 매개하는 핵심 기전임을 규명하였다.
본 연구는 추위 노출 시 VLDL 수용체를 통해 지방대사물의 연소를 유도하고 궁극적으로 열 발생을 촉진함을 규명하였다.
이번 연구 성과는 생물학 분야의 국제 학술지인 ‘셀 리포츠(Cell Reports)’ 2022년 12월 13일(화)자 온라인 판에 게재되었다. 또한, 본 연구는 과학기술정보통신부의 리더연구자지원사업의 지원을 받아 수행되었다.