연세대학교 정양식 교수(원주의과대학 생화학교실)와 이한웅 교수(생화학과) 연구팀이 ‘갈색지방의 새로운 체온조절 메커니즘 연구’를 주제로 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(『Nature Communications』, IF: 15.7)에 12월 1일 논문을 발표했다.
연구팀은 본 연구를 통해 우리 몸의 갈색지방(Brown Adipose Tissue)이 체온을 조절할 때 사용하는 새로운 열 생성 경로를 규명했다.
이번 연구는 그동안 가장 중요한 열 생성 단백질로 알려져 있던 UCP1이 없어도 열을 만들 수 있는 또 다른 경로가 존재한다는 사실을 확인한 것으로, 대사질환의 기전을 새롭게 설명할 중요한 단서를 제공한다.
갈색지방은 몸속에서 열을 만들어 체온을 유지하는 특수한 지방조직이다. 흔히 지방이라고 하면 몸에 쌓이는 백색지방을 떠올리지만, 갈색지방은 그와 달리 저장된 에너지를 ‘태워서’ 열을 만드는 난로 같은 역할을 한다.
신생아와 동면동물에서 특히 활발하며, 성인에서도 일부 남아 있어 에너지 소비와 대사 건강을 조절하는 데 중요한 역할을 한다.
연구팀은 미토콘드리아 기능 유지와 세포 스트레스 반응에 관여하는 ‘Ei24 유전자’에 주목하여, 지방세포에서만 Ei24를 제거한 마우스(Adipocyte-specific Ei24 knockout)를 제작해 생리적 변화를 관찰했다.
연구 결과, Ei24가 결손된 마우스는 갈색지방의 미토콘드리아 구조가 붕괴하고 ATP 생성 능력이 떨어져 있었으며, 추위 환경에서 정상 체온을 유지하지 못하고 심각한 저체온증에 빠졌다.
특히 이러한 현상은 UCP1의 활성 여부와 무관하게 나타나, 갈색지방 내에 Ei24가 관여하는 UCP1 비의존적 열 생성 경로가 존재한다는 사실을 분명하게 입증했다.
이번 연구는 갈색지방의 미토콘드리아 기능이 손상되면 체온 유지 실패는 물론 ATP 생산과 지방산 산화 등 에너지 대사 과정 전반에 장애가 발생할 수 있음을 규명했다.
이를 바탕으로 연구팀은 Ei24가 향후 비만 및 대사질환 치료의 새로운 분자 표적으로 활용될 가능성이 크다고 제시했다.
또한 갈색지방의 열 생성이 기존의 UCP1 기반 모델만으로 설명될 수 없으며, ATP 생성 기반의 대체 열 생성 메커니즘이 실제 생리 환경에서도 중요한 축을 이룬다는 점을 밝혀냈다.
한편, 이번 연구는 생물학연구정보센터(BRIC)에서 생명과학 분야 우수 논문을 소개하는 ‘한국을 빛내는 사람들’에 선정이 되기도 했다.
정양식 교수는 2010년부터 연세대학교 원주의과대학 교원으로 재직 중이며 학과장을 역임하였고, 2022년 유전자 검사기관인 ㈜온코인을 창업하여 대표이사 및 연구소장의 역할을 겸직하고 있다.
정양식 교수는 “이번 연구를 통해 생체가 에너지를 만들고 활용하는 방식을 더 깊이 이해할 수 있었다”며 “앞으로도 우리 몸의 생리적 원리를 밝히는 기초의학 연구를 통해 대사 건강 증진에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
