기자명 문병도 기자
  • 입력 2020.10.22 14:19

김기우 연세대 교수 연구팀

뉴런 일차섬모 결손 시 에너지 대사의 향상성이 무너지는 결과를 보여준다. (사진제공=연구재단)

[뉴스웍스=문병도 기자] 김기우 연세대 치과대학 교수 연구팀이 뇌 시상하부 신경세포에 존재하는 일차섬모가 에너지 대사 및 골항상성에 중요한 세포소기관임을 규명했다.

중추신경계를 통한 에너지대사와 골밀도의 동시조절 가능성을 제시, 비만이나 당뇨 등 대사질환과 동반되는 골질환을 표적으로 하는 약물개발의 단서가 될 것으로 기대된다.

일차섬모는 코점막이나 폐표면, 난관 등에 있는 운동성 섬모와 달리 운동성이 없는 미세소관으로 감각기관에서 다양한 감각을 전달하기 위한 수용체로 작용하는 것이 알려져 있었다.

연구팀은 선행연구를 통해 뇌 시상하부 복내측핵에 존재하는 특정 신경세포가 에너지 대사에 중요하며 이 신경세포 표면에 유난히 긴 일차섬모가 존재하는 것을 알아냈다.

연구팀은 이 신경세포에서만 일차섬모가 만들어지지 않는 결손 생쥐모델을 구축, 일차섬모가 에너지 대사 조절에 미치는 영향을 확인했다.

그 결과 일차섬모가 결손된 생쥐모델에서 심한 비만이 나타났다. 정교한 대사분석을 통해 이러한 몸무게 증가가 산소소비량 감소와 에너지소비 결함 등 에너지 대사위축 때문임을 알아냈다.

실제 자율적으로 신체의 완급을 조절하는 자율신경계 가운데 신체를 긴장하게 하는 교감신경 활성의 척도인 혈중 노르에피 네프린이 녹아웃 생쥐모델에서 현저히 낮게 나타난 것이다.

일차섬모 결손이 교감신경 활성을 떨어뜨려 식욕억제 호르몬 렙틴에 대한 민감성을 잃게 하고 그로 인해 과섭취로 이어진 결과라는 것이다.

나아가 일차섬모 결손 생쥐에서는 골밀도 증가도 관찰되었다. 뼈를 파괴하는 파골세포가 감소한 반면 뼈형성 속도는 빨라졌다. 비만과 별개로 자율신경 조절 이상에 따라 골항상성이 무너진 결과라는 설명이다.

교감신경활성에 관여하는 일차섬모가 에너지대사 및 뼈항상성 유지에 필수적이라는 이번 결과를 토대로 연구팀은 일차섬모의 활성 및 길이유지에 관여하는 요인에 대한 후속연구를 계획하고 있다.

과학기술정보통신부·한국연구재단의 신진연구지원사업 및 선도연구센터지원사업 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는  의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 클리니컬 인베스티게이션’ 지난 6일 온라인 게재됐다. 

김기우 교수 (사진제공=연구재단)
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