갈색지방조직에서의 자가포식작용의 기능 연구

Abstract

급격한 식생활양식의 변화로 인한 비만인구의 급증에 따라 2016년 기준 국내 비만인구는 34.5 %에 육박하게 되었다. 비만은 인체에서 흡수된 에너지와 소비된 에너지의 불균형이 계속적으로 지속되는 상황에서 인체 잉여에너지가 지방조직에 과다하게 축적되어 생기는 의학적 현상으로 알려져 있다. 이러한 비만의 예방 및 치료를 위하여 에너지 섭취와 에너지 소비의 조절 기전 이해에 연구의 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 세포의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 자가포식작용 (autophagy)의 갈색지방에서의 에너지 대사 조절에 초점을 맞춘 연구를 진행하였다. 아직 분화된 갈색지방 (brown adipose tissue)에서의 자가포식작용을 억제하였을 때 어떠한 변화가 일어나는지 알려지지 않았기에 갈색지방 특이적 자가포식작용 억제를 통한 에너지 소비의 변화를 알아보기 위해 autophagosome 형성에 필수적인 유전자로 알려진 ATG knockout(KO) 생쥐를 모델로 연구를 진행하였다. 흥미롭게도 갈색지방에서 특이적으로 자가포식작용을 억제하였을 때 생쥐의 몸무게 감소를 보였으나 사료섭취량은 대조군과 변화가 없었다. 메타볼릭 케이지 실험을 통한 대사작용을 측정한 결과 자가포식작용이 억제된 생쥐에서 산소 소비량, 이산화탄소 배출량, 에너지 소비량이 증가하는 것을 확인하였다. 갈색지방에서 자가포식작용을 억제시켰을 때 에너지 소비량이 증가한다고 확인하여 조직을 통한 분석을 진행하였고 자가포식작용이 억제된 생쥐의 갈색지방에서 미토콘드리아 관련 mRNA와 단백질들이 증가하는 것을 확인하였다. 연구결과로 유추해 보았을 때 갈색지방에서 자가포식작용은 기능을 다한 미토콘드리아 뿐만 아니라 온전한 미토콘드리아까지도 제거하는 것으로 보여지며 따라서 자가포식작용의 억제에 의해 미토콘드리아의 제거가 줄어들어 미토콘드리아 막 단백질인 uncoupling protein 1 (UCP1)의 열발생에 의한 에너지 소비가 증가되었을 것으로 사료된다. 계속되는 연구를 통하여 갈색지방에서의 자가포식작용 억제에 의한 에너지 대사 변화의 정확한 메커니즘을 파악하는 것이 중요할 것으로 보인다.