지방조직은 잉여 칼로리의 저장고 역할과 더불어 호르몬을 분비하는 내분비기관 역할을 수행한다. 이 중 하나라도 이상이 생기면 대사체계는 무너져 당뇨나 비만 등 대사질환이 발생한다.
그러나 아직까지 이 두 기능이 어떤 원리로 발생하는지에 대해 분자 수준의 기전이 알려지지 않았다.
이런 가운데 KAIST에서 지방세포를 전 단계인 줄기세포로 탈분화시켜 체중을 줄이거나 당뇨 등의 대사성질환 제어 방법을 제시해 주목받고 있다.
지방세포로 비만 줄이는 방법 제시
KAIST 의과학대학원 서재명 교수팀과 생명과학과 임대식 교수팀이 공동연구로 지방세포를 활용한 대사성 질환 치료 전략을 제시했다.
공동연구팀은 히포 신호전달체계에서 ‘얍타즈(YAP/TAZ)’ 단백질에 주목했다. 히포 신호전달체계는 다세포 생물조직이나 기관 크기를 결정하는 역할을 하는 세포 내 신호전달체계다.
연구팀은 식사 유무에 따라 지방조직 내 얍타즈 단백질의 활성상태가 변하는 것과 얍타즈 활성이 지방조직 크기를 직접 조절한다는 사실을 입증했다.
특히 에너지소비와 포만감을 관장하는 호르몬 ‘렙틴’이 생성에 얍타즈가 관여함을 확인했다.
렙틴은 지방세포에서 생성되는 호르몬으로, 식욕을 억제하고 에너지 소비를 증가시키는 대사체계 조절의 핵심 역할을 하지만, 지금까지 어떻게 생성되는지 분자수준의 기전은 밝혀지지 않았다.
이번 연구는 1994년 렙틴의 유전자 서열을 밝힌 이후 30년 만에 최초로 렙이 발현되는 전사조절 기전을 확인한 것이어서 큰 의미를 갖는다.
또 연구팀은 생체 내 활성화된 얍타즈의 역할을 규명하기 위해 라츠1(LATS1), 라츠2(LATS2) 유전자를 생쥐 지방세포에서 특이적으로 결손시켰다.
이 결과 지방세포 내 얍타즈가 지속적으로 활성화되면서 지방세포를 줄기세포로 탈분화시켜 지방조직의 물리적 크기를 줄이는 것을 발견했다.
지방조직 특이적인 LATS1/2 결핍 생쥐에서 YAP/TAZ의 활성화가 지방조직 크기에 끼치는 영향. a-정상 생쥐(Con)와 유도성 LATS1/2 제거 생쥐(iAKO)에서 YAP/TAZ 활성 후 시간 경과에 따른 지방조직의 크기와 H&E 염색 조직사진 비교, b-유도적으로 LATS1/2를 지방조직에서 결손시킨 후 28일이 지난 생쥐의 몸무게, c-체지방율, d-지방조직 크기, e-H&E 염색 조직사진 비교. KAIST 이를 통해 연구팀은 지방세포의 압타즈 활성 증가를 활용해 혁신적인 비만 대사질환 치료제 개발 가능성을 제시했다.
이번 연구는 KAIST 의과학대학원/생명과학과 최성우 박사와 생명과학과 강주경 박사가 공동 제1저자로 참여했고, 연구결과는 국제학술지 `네이처 대사' 지난 5월 29일자 온라인판에 게재됐다.
