생명과학과 배외식 교수 연구팀, 새로운 비만 치료 기술 확보

- 지방연소를 조절하는 단백질 규명

[사진] 배외식 교수, 김형식 박사, 박민영 박사(왼쪽부터)

성균관대학교(총장 신동렬)는 생명과학과 배외식 교수 연구팀(제1저자 김형식․박민영 연구원)이 지방조직에서 지방의 연소를 조절하는 핵심 단백질인 포스포리파제 D2(PLD2)의 기능을 규명했다고 밝혔다.

비만은 인류 건강을 위협하는 대표적인 위험요인으로 제2형 당뇨병, 심혈관 질환 및 뇌졸중을 유발할 수 있는 것으로 알려져 있다. 음식을 통해 섭취한 열량이 소비하는 에너지에 비해 과다하면 비만이 발생할 수 있으며, 체내에서는 갈색지방에서 열 발생을 통해 에너지 소비를 조절할 수 있다.

[그림 1] 지방조직 열발생의 체내 기작

연구진은 고열량 식이로 유도된 비만 생쥐 모델에서 지방세포의 PLD2가 증가하고, 교감신경 자극제인 베타3 아드레날린 수용체(Beta-3-adrenergic receptor, 이하 β3AR) 활성 모델에서는 반대로 PLD2가 감소하는 것을 알아냈다. β3AR 활성화는 지방세포 열 발생의 핵심 신호전달 체계로서, 이 신호가 활성화 되었을 때 PLD2가 감소하는 것이 특징이다.

[그림 2] PLD2 유전자 결손 생쥐의 비만 개선 효과

나아가 지방조직에서 PLD2 유전자가 결핍된 생쥐는 체중과 지방조직이 정상 생쥐에 비해 현저하게 줄고, 지방조직에서의 열 발생이 활성화되어 에너지 소비가 촉진되고, 지방조직의 크기가 감소하며, 당뇨병 및 지방간과 같은 대사질환이 크게 개선되었다. PLD2 억제제를 투여하였을 경우에도 지방조직 열 발생을 통한 비만 치료효과가 나타났다. 이러한 PLD2 억제에 의한 비만 치료효과는 지방세포에서 미토콘드리아의 질적, 양적 개선을 통해서 이뤄짐을 밝혔다.

연구진은 PLD2 억제제의 비만 치료효과에 대한 연구 결과에 대한 특허를 획득하였으며, 앞으로 체지방 감소 및 비만 개선 용도의 식품 소재, 의약 조성물 및 건강기능성 식품 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구지원사업(선도연구센터사업 및 중견연구)의 지원으로 수행되었으며, 국제학술지‘Journal of Experimental Medicine’(IF=14.307)에 12월 24일 온라인 게재되었다.

※ 논문명 : Targeting PLD2 in adipocytes augments adaptive thermogenesis by improving mitochondrial quality and quantity in mice