살 찌게하는 백색지방, 갈색지방으로 바꾸는 단백질 메커니즘 규명

고명곤(오른쪽) UNIST 교수와 제1저자인 변성준 연구원. UNIST 제공

UNIST는 TET 단백질을 억제하면 백색지방세포가 갈색지방세포로 바뀌어 열량 소비를 촉진해 비만을 막는다는 사실을 밝혀냈다. 사진은 TET 단백질에 의한 베타3 아드레날린 수용체 발현 조절 원리와 이를 억제한 대사질환 치료 전략 모식도. UNIST 제공

국내 연구진이 살을 찌게 하는 주범인 '백색지방'을 착한 지방세포인 '갈색지방'으로 바꿀 수 있는 새로운 단백질의 메커니즘을 밝혀냈다. 식욕 억제와 소화흡수 방해 등의 방식으로 비만와 대사질환 치료제를 개발하는 데 중요한 과학적 근거로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

울산과학기술원(UNIST)은 고명곤 교수 연구팀이 안정은 전북대 교수팀과 공동으로 TET 단백질을 억제하면 백색지방세포가 갈색지방세포로 바뀌고, 기존 갈색지방세포는 더 활성화돼 열량 소비를 촉진해 비만을 막는다는 사실을 규명했다고 26일 밝혔다.

우리가 흔히 아는 지방 덩어리는 '백색지방세포'로, 잉여 영양분을 세포에 축적해 살을 찌게 한다. 반면 갈색지방세포는 영양분을 태워 없애는 착한 역할을 한다.

TET 단백질은 후생유전학적 효소로, DNA 메틸화를 조절해 다양한 암 조직의 유전적 변이나 기능 손실에서 관찰된다. 최근에는 암 조직뿐 아니라 여러 질병에 TET 단백질의 후생유전학적 역할이 주목받고 있지만, 정확한 에너지 대사 기능을 밝혀지지 않았다. 특히 생체 내 TET 단백질의 기능을 조절해 비만 치료에 활용할 수 있는지와 관련 작용 메커니즘은 알려지지 않았다.

연구팀은 비만 생쥐의 지방조직에서 TET 단백질이 과다하게 발현돼 있다는 것에 착안했다. 이어 지방조직에서 TET 단백질 발현이 억제된 실험용 생쥐는 고지방식을 먹여도 지방세포의 크기가 커지지 않고 체중 증가가 억제되는 것을 확인했다. 또한 인슐린 저항성, 고지혈증, 지방간 등 대사질환 관련 지표도 모두 좋아졌다.

제1저자인 변성준 대학원생은 "TET 단백질 결손으로 베타3 아드레날린 수용체의 발현이 증가하고 활성화돼 나타난 결과"라고 설명했다. 베타3 아드레날린 수용체는 뇌에서 내려온 신호를 전달해 지방세포가 영양분을 태워 열을 내도록 매개하는 물질이다.

연구팀은 TET 단백질의 유전자 발현을 억제하는 효소와 직접 결합해 이 효소를 베타3 아드레날린 수용체 유전자 영역까지 안내하는 역할도 한다는 것을 알아냈다.

고명곤 UNIST 교수는 "갈색지방세포를 활성화하거나 백색지방을 갈색지방세포화하는 방식은 비만 치료제 개발의 새로운 표적이 될 수 있다"며 "앞으로 TET 단백질 발현과 활성을 조절해 비만, 당뇨 등 대사 질환을 치료할 수 있는 혁신 신약 개발 연구를 진행할 계획"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)' 지난 23일자에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr