[생활과학] 비만이 일으키는 염증과 대사 기능 이상, 세포 수준에서 자세히 분석하다.

[생활과학] 비만이 일으키는 염증과 대사 기능 이상, 세포 수준에서 자세히 분석하다.

 

 

최근 POSTECH(포항공과대학교) 생명과학과 김종경 교수 · 통합과정 정유진 씨 연구팀이 서울대 약대 이윤희 교수 · 최철준 씨, 연세대 의대 현영민 교수 · 박경민 씨, 미국 웨인 주립대(WSU) 그라네만(Granneman) 교수팀, 부산대 약대 정영석 교수팀과의 공동 연구를 통해 비만으로 인한 조직 내 염증과 대사기능 이상을 조절하는 메커니즘을 밝히는 데 성공했다. . 해당 연구 결과는 최근 저명한 국제 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 실렸다.

2022년 세계보건기구(WHO)의 조사 결과에 따르면 전 세계 인구 중 약 16%가 비만인 것으로 나타났다. 비만은 현재 세계적으로 급증하고 있는 건강 문제 중 하나로, 당뇨병, 고혈압 및 동맥 경화증과 같은 다양한 대사 질환의 주요 원인으로 지속적으로 언급되고 있다.

과도한 영양분을 섭취하면 지방 조직 내부로 여러 유형의 대식세포가 들어오는데, 이 중 일부는 죽은 세포를 제거하고 조직 건강을 유지하지만, 다른 일부는 염증 반응을 일으키는 염증성 대식세포이다. 고도 비만 환자에게서 이 염증성 대식세포가 급증하면서 체내 염증 반응과 신진대사 기능에 큰 문제가 야기됐다.

연구진은 동물 실험과 단일 핵 전사체 분석, 생체 이미징 기술 등을 통해 염증 반응을 유발하는 대식 세포에서만 특이적으로 나타나는 단백질인 TM4SF19를 조사하였다.

실험 결과, 고지방 식이를 섭취한 동물 모델의 지방 조직에서 TM4SF19 단백질의 발현량이 증가하였다. 연구팀은 해당 단백질이 다양한 가수분해 효소를 함유하고 있는 리소좀 내부의 펌프 기능을 저해하여 리소좀의 pH 조절에 영향을 미치고, 이로 인해 대식세포가 수명이 다한 지방 세포를 제거하는 포식 작용이 제한된다는 사실을 최초로 규명하였다.

더불어, 이와 달리 TM4SF19가 결핍된 대식세포는 죽은 지방세포를 더욱 효과적으로 제거하였으며, 이로 인해 고지방 식이로 유발된 체중 증가를 억제하였고, 조직에서의 염증 반응과 인슐린 저항성이 감소하여 대사 기능 장애가 호전되었음을 확인하였다. 해당 연구 결과는 염증성 대식세포에서 나타나는 TM4SF19 단백질이 비만 관련 염증을 완화하고 대사 이상을 호전시키는 핵심 인자임을 입증하였다는 측면에서 매우 중요하다.

포스텍 김종경 교수는 "TM4SF19 단백질이 어떻게 리소좀 활성을 조절하는지 그 원리를 밝혀냈다"고 전하며, "이번 연구 결과가 비만 및 대사 질환 치료에 큰 도움이 될 것이다"라고 기대감을 밝혔습니다.

이번 연구는 한국연구재단 한우물파기 기초연구사업, 기초의과학 분야 선도연구센터 사업, 바이오 연구소재 활용 기반 조성 사업, 대학 중점연구소 지원 사업, 기초연구실 후속 연구사업, 국가 마우스 표현형 분석 기반 구축 사업과 고려대학교 의료원, 미국 국립보건원의 지원.

논문명 . TM4SF19-mediated control of lysosomal activity in macrophages contributes to obesity-induced inflammation and metabolic dysfunction (대식세포에서 리소좀 활성을 조절하는 TM4SF19가 비만으로 인한 염증 및 대사 기능 장애에 기여한다) .

연구자 . (주저자) 김종경(공동교신저자, POSTECH 생명과학과), 정유진(제1저자, POSTECH 생명과학과), 이윤희(공동교신저자, 서울대 약학대학), 최철준(제1저자, 서울대 약학대학), 현영민(공동교신저자, 연세대 의과대학), 박경민(제1저자, 연세대 의과대학), James G. Granneman (공동교신저자, 웨인주립대학교), 정영석(공동교신저자, 부산대 약학대학) .