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실컷 먹어도 걱정 없는 세상 온다

건강한 다이어트약?

‘오픈런 “다이어트약 성지” 알고보니 마약류 의약품 수두룩?’, ‘다이어트약 장기복용 부작용증상(죽음을 부르는 다이어트)’ 등... 이것은 우리가 인터넷에서 쉽게 접할 수 있는 다이어트 약에 대한 기사 제목입니다. 비정상적으로 식욕을 감퇴시키고, 호르몬을 조절하는 과정에 있어 인간의 몸에 해를 끼치는 다이어트 약물은 예전부터 섭취에 주의해야함을 교육 받아왔을 것입니다. 그러나 이전의 약과는 다르게, 시상하부를 자극하여 체중감소의 효과를 얻는 것이 아니라면 어떨까요? 2023년 9월 1일, nature metabolism이라는 저널에 이창준 단장 연구팀에서 뇌 속별모양의 비신경세포 ‘별세포’에서 지방 대사 조절 원리를 찾은 논문이 등재되었습니다.

숨어있던 열쇠, 비신경세포와 GABRA5

지금까지 비만에 대한 연구는 그 원인을 지방 세포를 포함한 주변 조직에서 찾았습니다. 그러나 이번 연구에서는 비만의 원인을 뇌에 집중하여 분석하고 밝혀낸 최초의 연구입니다. 그렇다면, 구체적으로 뇌의 어떤 부분이 우리를 울고 웃게 만들었을까요? 혹시 비신경세포에 대해서 아시나요? 인간의 뇌는10%의 신경세포(뉴런)과 90%의 아교세포라는 비신경세포로 이루어져 있습니다. 비신경세포는 신경세포, 즉 뉴런에서 분비되는 신경전달물질들을 흡수하여 시냅스 주변을 청소하고 신경세포에 필요한 영양분을 제공하는 등의 보조적인 역할을 합니다. 이 신경전달물질은 크게 흥분성 물질과 억제성물질로 나눌 수 있는데, 이 때 억제성 물질의 예로 측시상하부의 가바(GABA)를 들 수 있습니다. 가바는 위상적, 범람, 지속적, 3가지 작용 방식이 존재하는데, 핵심이 되는 작용은 외부 자극 없이도 시냅스에 항상 존재하고 있는 ‘지속적 가바’입니다. 지속적 가바는 가바가 친화력이 높은 가마 수용체와 결합해 신경계의 기본적인 억제 수준을 유지합니다. 연구진은 측시상하부에서 이 ‘가바’의 수용체를 특이적으로 발현하는 신경세포 군집인 GABRA5를 발견했습니다. GABRA5의 활성을 억제할 경우, 지방 조직의 열 발생이 감소하고 활성화되면 증가함을 확인했습니다. GABRA5 신경세포가 일종의 체중 조절 스위치임을 발견한 것입니다.

뇌 속에 떠 있는 별, 별세포와 마오비(MAO-B)

GABRA5와 가바가 지방 대사를 조절하는 스위치라면, 그것을 제어하는 중앙 센터는 어디일까요? 연구진은 뇌 속 별모양의 비신경세포 ‘별세포’에서 마오비(MAO-B) 효소를 통해 GABRA5의 활성을 조절함을



발견하였습니다. 마오비 효소란, 세포 내 미토콘드리아에 존재하는 단백질로, 모노아민의 분해를 촉진하며 신경전달물질 등의 대사에 중요한 역할을 하는 효소입니다. 별세포의 수와 크기가 증가한 ‘반응성 별세포’가 마오비(MAO-B)효소를 발현하여 지속성 가바를 다량 생성함으로써 GABRA5 신경세포를 억제하게 됩니다. 즉, 반응성 별세포의 마오비 유전자 발현을 억제하면 가바 분비가 줄어GABRA5 신경세포가 활성화되고, 지방 조직의 열 발생을 촉진함으로써 식사량 조절 없이 체중이 감소한다는 것입니다.

별세포의 지방 대사 조절 모식도

왼쪽의 장기간 고지방 식이를 섭취한 비만 쥐의 뇌에서는 별세포의 마오비 효소가 발현되어 지속성 가바가 과생성 되어 체중이 증가했고, 오른쪽 경우에는 마오비 억제제를 투입했을 경우 GABRA5가 활성화되어 체중을 감소시키는 과정을 나타낸 것입니다.

비만 쥐 체중 감량 실험

이것을 증명하기 위해서, 연구진은 2019년 임상 1상 실험 중인 마오비 억제제 ‘KDS2010’을 비만 쥐 모델에 투여하였습니다.

KDS2010이 반응성 별세포의 지속성 가바 생성을 억제

생쥐를 일반 식이와 고지방 식이를 섭취하는 2개 그룹으로 나눈 뒤, 다시 증류수와 KDS2010을 투여하는 그룹으로 나누어 실험을 진행했을 때, KDS2010을 투여한 그룹에서 체중이 감소한 효과를 볼 수 있었고, 투여에 따른 식이 섭취향 변화는 없었으며, 투여 후 지방 비율이 감소한 결과가 확인되었습니다.

실용화에 이르기까지...

연구를 이끈 이창준 단장은 “비만은 세계보건기구(WHO)가 ‘21세기 신종 감염병’으로 분류하고 세계 10대 건강 위험 요인 중 하나로 지정할 만큼 현대인의 건강을 심각하게 위협하고 있다”며, “차세대 비만 치료제로 부상할 KDS2010으로 식욕 억제 없이 효과적인 비만 치료가 이뤄질 수 있기를 기대한다.”고 전했습니다. 성인병에서 10대에게로 화살표를 돌려 전세계의 현대인들을 위협하는 질병. 아직까지 수차례의 임상 시험을 거쳐야겠지만, 새로운 접근 방법을 발견해냄으로써 그 위험에서 멀어지는 첫 발을 내딛었습니다. 언젠가 가까운 미래에, 그 위험에서 완전히 벗어날 수 있지 않을까 하는 기대를 가져볼 수 있을 것 같습니다.


 

김나희 학생 기자 | Biology | 지식더하기


참고자료

[2] 이창준, 윤보은,「비신경세포를 통한 신경세포의 흥분 억제」, 분자세포생물학뉴스_특별기고, 2011


첨부 이미지 출처



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