[위즈뉴스} 우리 몸의 생존에 필수적인 체온 유지 과정은 갈색 및 베이지 지방세포를 통해 일어난다.
추위 상황에서 갈색 및 베이지 지방세포의 미토콘드리아를 통해 열이 생성되며, 갈색 및 베이지지방세포 활성화는 체내 에너지원의 소비를 증가시키기 때문에 최근 비만을 비롯한 대사질환 치료의 새로운 대안으로 제시되고 있다.
이러한 가운데, 서울대는 10일 자연과학대학 생명과학부 김재범 교수 연구팀이 추위 노출 시 갈색 및 베이지 지방조직에서 전사인자 'HIFα'가 유도됨을 발견하였고, 지방세포의 열생산 제어기능을 HIFα가 매개함으로써 적정 수준으로의 체온 유지가 가능함을 최초로 규명했다고 밝혔다.
HIFα는 세포 내 저산소 환경을 인지하여 활성화되는 단백질로서, 저산소 및 세포 내 스트레스를 극복하기 위해 하위 표적유전자의 발현을 증가시키며, 에너지대사의 중요한 조절자의 역할을 수행하는 것으로 알려졌다.
이번 연구 성과를 담은 논문은 '네이처' 자매지로서 생물학 분야의 SCI급 저명 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications, IF=14.919)’ 6월 7일자 온라인판에 게재됐다
논문명은 'Adipocyte HIF2α functions as a thermostat via PKA Cα regulation in beige adipocytes'이며, 김재범 교수가 교신저자로, 한지슬 연구원이 제1저자로 참여했다.
연구팀은 "이번 연구 결과는 추위 자극 시 지방세포에서 열생산을 적절한 수준으로 조절하는 분자기전을 밝혔다는 점과 지방세포의 에너지소비를 조절하는 분자기전을 규명하여 대사성질환 치료의 새로운 타겟으로 제시했다는 점에 의의가 있다"고 밝혔다.
연구팀은 지방세포 내 열생산 과정의 핵심 인자로 HIFα가 작용함을 발견했으며, HIF2α-PKA Cα축을 통해 지방세포가 일정 수준의 체온유지 기능을 수행한다는 사실을 규명했다.
연구팀은 지방세포에서 HIFα가 결손된 생쥐의 경우, 추위 노출에 의한 지방조직 열생산능이 증가되며, 베이지 지방세포가 활성화되다는 사실과 HIF2α에 의해 억제되는 PKA Cα는 베이지 지방세포의 활성을 증가시키며, 궁극적으로 미토콘드리아를 통한 에너지 소비를 증진한다는 사실을 규명했다.
[그림설명] HIF2α에 의한 베이지지방세포 에너지대사 조절
추위 자극 시, 열생산 기능을 담당하는 지방조직에서 증가하는 HIF2α는 미토콘드리아 활성을 미세조절하여 적절한 수준의 열생산 기능이 가능하도록 통제한다. 지방세포 특이적으로 HIF2α가 결손된 생쥐는 추위에 대한 내성이 증가하며, 에너지소비가 활성화된다.
연구팀은 또, 이번 연구에서 추위 노출 시 활성화되는 갈색 및 베이지 지방세포 내 HIFα가 온도변화에 따라 지나친 열생산이 발생하지 않도록 스위치로 작동한다는 사실도 규명했다.
나아가 이번 연구결과로 에너지 소비의 활성화를 통한 대사성질환 치료법 개발의 새로운 가능성이 있을 것으로 기대된다.
이번 연구는 과학기술정보통신부의 리더연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
