비만 조절 핵심 수용체 캡(CAP1) 단백질 최초 발견

서울대병원 김효수 교수·이사민 박사…Cell 자매지에 게재

서울대학교병원은 순환기내과 김효수 교수 연구팀(이사민 전문의, 이현채 박사과정, 권유욱 교수)이 비만을 조절하는 핵심 수용체와 작용 메커니즘을 세계 최초로 밝혀냈다고 17일 전했다.

연구 결과는 비만을 억제하는 방법 뿐 만 아니라 동맥경화증, 당뇨병 등 성인병(심장대사질환)의 새로운 치료제 개발에 전기를 마련한 것으로 평가되고 있다.

비만을 조절하는 핵심 수용체는? 캡(CAP1) 단백질

리지스틴(Resistin) 호르몬은(용어설명) 비만, 동맥경화증, 당뇨병 등 심장대사질환 이른바 성인병의 주요 원인으로, 아직까지 수용체가 밝혀지지 않았으나, 이번 연구를 통해 캡(CAP1) 단백질이 수용체임이 세계 최초로 밝혀졌다.

연구팀이 면밀히 분석한 결과, 리지스틴 호르몬은 단핵구세포(용어설명)의 캡 단백질과 직접 결합하는 것으로 밝혀졌다. 그러면 단핵구세포에서 cyclic AMP 농도 증가 → protein kinase A 활성화 → NF-kB 활성화에 이르는 세포신호전달체계가 활성화 되면서, 단핵구세포가 염증유발 물질을 쏟아 낸다.

즉 단핵구세포가 염증세포로 활성화 된다. 이런 염증세포는 혈관을 타고, 인체 곳곳을 돌며, 만성염증 반응을 유발한다. 이는 비만, 동맥경화증, 당뇨병의 원인이 된다.

캡 단백질을 억제하면, NF-kB 활성이 억제되고, 리지스틴에 의한 만성염증반응이 사라져, 비만 진행을 막을 수 있다는 설명이다.

동물 실험을 통해 캡(CAP1) 단백질이 수용체임을 입증

연구팀은 유전자 변형으로 사람의 리지스틴을 분비하는 실험용 생쥐를 대상으로 캡 단백질을 과발현 시킨 비교군과 억제 시킨 대조군으로 나눈 후, 한 달 동안 고칼로리 음식을 섭취시켰다.

그 후 각 군의 지방조직 염증반응을 측정한 결과, 비교군이 대조군에 비해 3배 이상 높게 나타났다.

비교군에서는 과발현된 캡 단백질이 리지스틴과 결합하여 염증세포가 많이 생긴 반면, 대조군에서는 리지스틴과 반응할 캡 단백질이 없기 때문에 염증세포가 적은 것이라고, 연구팀은 설명했다.


연구 진행경과 및 후속 연구방향

김 교수팀은 리지스틴이 단핵구세포와 반응하여 만성염증반응을 일으키고, 이것이 심장대사질환을 일으키는 중요한 원인이라는 사실을 십 여년 간 연구해왔다. 2011년에는 리지스틴이 직접적으로 동맥경화증을 유발한다는 사실을 미국심장학회지 (J Am Coll Cardiol, 임팩트팩터=14.1점) 1월 호에 발표하기도 했다.

리지스틴의 수용체는 지금까지 베일에 쌓여있었는데, 캡 단백질이 리지스틴의 수용체로서 만성염증과 심장대사질환을 유도하는 핵심 물질이라는 사실이 이번 연구로 처음 규명된 것이다. 김 교수와 함께 연구를 주도한 이사민 박사는 지난해 미국심장학회(AHA)에서 그 우수성을 인정받아 동양인 최초로 ‘젊은연구자상’을 수상하는 영예를 안은 바 있다.

김효수 교수는 “리지스틴과 만성염증반응은 비만, 당뇨병, 동맥경화증과 같은 현대인의 질병을 유발하는데 매우 중요하다” 며 “이번 연구는 그동안 베일에 쌓여있던 캡 단백질이 리지스틴의 수용체로서 작용하고, 이것이 인간에 있어서 만성염증반응과 비만 유도 기능을 직접적으로 조절한다는 사실을 규명한 것으로, 동맥경화증, 당뇨병과 같은 성인병 치료의 새로운 단서를 제공하고 치료제 개발에 가능성을 제시했다” 고 말했다.

향후 캡 단백질에 대한 후속연구를 통해, 새로운 성인병 치료제가 개발되어, 비만과 동맥경화증, 당뇨병과 같은 성인병으로 인한 사망률 및 사회적 비용이 감소될 것으로 기대된다.

이번 연구는 보건복지부 선도형세포치료사업단과 한국보건산업진흥원 R&D진흥본부, 그리고 한국연구재단의 줄기세포 우수연구팀 사업의 지원을 받아 이루어졌다.

이 연구는 세계 최고 과학 권위지인 셀(Cell)지의 자매지 ‘셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)’ (5년 임팩트 팩터 = 17.5점) 3월 호에 “Adenylyl Cyclase-Associated Protein 1 Is a Receptor for Human Resistin and Mediates Inflammatory Actions of Human Monocytes” 이란 제목으로 게재됐다.