‘지방세포 생성’ 켜고 끄는 스위치 발견… 비만-지방간 정밀 치료길 연다

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KAIST 생명과학과 교수팀 연구
히포 신호전달경로서 과정 관찰
핵심 조절인자 ‘얍-타즈’ 찾아내

주사 대신 알약으로 먹는 비만치료제까지 나오면서 비만 치료에 대한 관심이 국내에서 더욱 뜨거워지고 있다. ‘위고비’나 ‘마운자로’로 알려진 비만치료제는 ‘글루카곤 유사 펩타이드(GLP)-1’ 계열이다. GLP-1 계열 비만치료제는 혈당 조절 호르몬인 인슐린 분비를 늘리고 글루카곤 분비를 억제해 식욕을 억제하고 혈당을 낮추는 원리로 작용한다.

국내 연구진이 호르몬을 조절하는 약물 대신, 아예 지방 생성을 막는 ‘스위치’가 있다는 사실을 발견했다. 향후 비만과 대사질환을 더욱 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 가능성을 제시한 셈이다.

KAIST는 임대식·강주경 생명과학과 교수 연구팀이 ‘히포 신호전달경로’의 핵심 조절인자인 ‘얍·타즈(YAP·TAZ)’가 지방세포 분화 과정에서 분화 억제 스위치 역할을 한다는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다. 히포 신호전달경로는 세포가 언제 자라고, 언제 분열을 멈춰 분화할지를 조절한다. 일종의 세포 운행 통제 시스템이다. 지방세포 분화는 지방으로 분화하기 전 단계인 전구세포가 성숙한 지방세포로 바뀌는 과정이다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 14일 게재됐다.

비만과 지방간 등 대사질환은 전 세계적으로 빠르게 증가하고 있다. 비만치료제 등이 나오면서 효과를 보고 있지만 지방이 만들어지는 과정을 근본적으로 조절할 방법은 여전히 제한적이다. 특히 지방세포는 한번 생성되면 쉽게 줄어들지 않는다. 다이어트를 통한 체중 감량이 의도한 만큼 되지 않는 이유다.

세포 분화는 단순히 유전자가 켜지고 꺼지는 문제가 아니다. 여러 유전자가 유기적으로 작용하는 복합 과정이다. 복잡한 과정을 들여다보기 위해 연구팀은 전구세포가 지방세포로 분화하는 전 과정을 추적했다. 유전자 발현은 물론이고 후성유전체 변화도 동시에 분석할 수 있는 기술을 활용했다. 후성유전체란 유전체 자체 조절이나 노화, 환경 변화에 의해 바뀌는 DNA 염기서열을 뜻한다.

분석 결과 얍·타즈가 활성화하면 지방세포를 지방세포로 확인하는 메커니즘이 작동하지 않았다. 또 지방세포로 분화되는 과정 전반이 억제됐다.

연구팀은 특히 지방조직 단일세포 분석을 통해 얍·타즈의 새로운 표적 유전자로 ‘비글스리(VGLL3)’를 발굴했다. 비글스리가 지방세포 분화 과정 전체를 간적접으로 제어한다는 사실을 밝혀낸 것이다. 지방세포가 언제, 얼마나 만들어지는지를 결정하는 데 ‘히포 신호전달 경로’의 핵심 조절인자인 얍·타즈가 중요한 역할을 한다는 사실을 의미한다. 임 교수는 “이번 연구는 지방세포 분화가 단순한 유전자 조절을 넘어 후성유전체 수준에서 정교하게 제어된다는 점을 최초로 규명한 것”이라며 “장기적으로 비만, 지방간 등 대사질환 환자 맞춤형 치료전략을 마련하기 위한 토대가 될 것”이라고 밝혔다.

김민수 동아사이언스 기자 reborn@donga.com