몸 속 난로 '갈색지방', 새 체온조절 기전 규명

갈색지방이 체온 조절 때 사용하는 열 생성 경로가 새롭게 밝혀졌다.

정양식 연세대 원주의대 교수(생화학교실), 이한웅 연세대 교수(생화학과) 연구팀이 진행한 갈색지방의 새로운 체온조절 메커니즘 연구 논문이 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(IF 15.7) 12월 1일자에 게재됐다.

연구팀은 몸 속 갈색지방(Brown Adipose Tissue)이 체온을 조절할 때 사용하는 새로운 열 생성 경로를 규명했다.

이번 연구는 지금까지 가장 중요한 열 생성 단백질로 알려진 UCP1이 없어도 열을 만들 수 있는 또 다른 경로가 존재한다는 사실을 확인한 것으로, 대사질환의 기전을 새롭게 설명할 중요한 단서를 제공한다.

갈색지방은 몸 속에서 열을 만들어 체온을 유지하는 특수한 지방조직이다. 흔히 지방은 몸에 쌓이는 백색지방을 떠올리지만, 갈색지방은 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 유전자에 주목해, 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, 기온이 떨어진 환경에서 정상 체온을 유지하지 못하고 심각한 저체온증에 빠졌다.

특히 이런 현상은 UCP1의 활성 여부와 무관하게 나타나면서, 갈색지방 내 Ei24가 관여하는 UCP1 비의존적 열 생성 경로가 존재한다는 사실을 입증했다.

이 연구는 갈색지방의 미토콘드리아 기능이 손상되면 체온 유지 실패는 물론, ATP 생산과 지방산 산화 등 에너지 대사 과정 전반에 장애가 발생할 수 있음을 확인했다.

연구팀은 이를 바탕으로 Ei24가 향후 비만대사질환 치료에서 새로운 분자 표적으로 활용될 가능성이 크다고 지적했다.

또 갈색지방의 열 생성은 기존 UCP1 기반 모델만으로 설명할 수 없으며, ATP 생성 기반의 대체 열 생성 메커니즘이 실제 생리 환경에서도 중요한 축을 이룬다는 점을 밝혔다.

정양식 교수는 2010년부터 원주의대에 부임한 이후 학과장을 역임하였고, 2022년 유전자 검사기관인 ㈜온코인을 창업해 대표이사 및 연구소장을 맡고 있다.

정양식 교수는 이번 연구를 통해 생체가 에너지를 만들고 활용하는 방식을 더 깊이 이해할 수 있었다라면서 앞으로도 우리 몸의 생리적 원리를 밝히는 기초의학 연구를 통해 대사 건강 증진에 기여할 수 있도록 노력하겠다고 말했다.