김효수 서울대병원 순환기내과 교수

김효수 서울대병원 순환기내과 교수팀(이사민 전문의, 이현채 박사과정, 권유욱 교수)은 비만을 조절하는 핵심 수용체와 작용 메커니즘을 세계 최초로 발견했다고 17일 밝혔다.

‘리지스틴(Resistin)호르몬’은 비만, 동맥경화증, 당뇨병 등 성인병의 주요 원인으로 지금까지 수용체가 밝혀지지 않았다. 그러나 이번 연구를 통해 ‘캡(CAP1, Adenylyl Cyclase-Associated Protein 1)단백질’이 이 호르몬의 수용체임을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 비만 억제뿐만 아니라 동맥경화증이나 당뇨병 등 성인병(심장대사질환)에 대한 새 치료제 개발에 전기를 마련한 것으로 평가되고 있다.

연구팀에 따르면 리지스틴호르몬은 단핵구세포의 캡단백질과 직접 결합한다. 이 때 단핵구세포가 ‘사이클릭AMP(cyclic AMP) 농도 증가 → protein kinase A 활성화 → NF-kB(kappa B) 활성화’에 이르는 세호신포전달체계를 활성화하면서 염증유발 물질을 쏟아낸다. 염증세포는 혈관을 타고 인체 곳곳을 돌아다니며 만성염증반응을 유발하는데 이는 비만, 동맥경화증, 당뇨병의 원인이 된다. 단핵구는 면역세포의 하나로 평소에는 염증반응을 일으키지 않다가 리지스틴 호르몬에 의해 염증 세포로 활성화 된다.

연구팀은 캡단백질을 억제하면 NF-kB 활성과 리지스틴에 의한 만성염증반응을 감소시켜 비만이 악화되는 것을 막을 수 있을 것으로 분석했다.
 
연구팀이 유전자 변형을 통해 인간의 리지스틴을 분비하는 실험용 생쥐를 캡단백질을 과발현시킨 비교군과 억제시킨 대조군으로 나눈 후 한 달 동안 고칼로리 먹이를 섭취하게 한 결과 캡단백질이 과발현된 비교군은 지방조직의 염증반응이 대조군보다 3배 이상 높게 났다.

연구팀은 비교군의 경우 과발현된 캡단백질이 리지스틴과 결합해 염증세포가 많이 생긴 것이라고 설명했다. 반면 대조군은 리지스틴과 반응할 캡단백질이 없어 염증세포가 적게 나타났다.

김 교수팀은 리지스틴이 단핵구세포와 반응해 만성 염증반응과 심장대사질환을 일으킬 수 있다는 사실에 대해 10여년간 연구해왔다. 2011년에는 리지스틴이 직접적으로 동맥경화증을 유발한다는 연구결과를 미국심장학회지(Journal of the American College of Cardiology,논문영향지수(IF) 14.1점) 1월호에 발표하기도 했다.

김 교수와 연구를 주도한 이사민 박사는 이 같은 연구성과를 인정받아 지난해 동양인 최초로 미국심장학회(AHA) ‘젊은연구자상’을 수상했다.

김효수 교수는 “리지스틴과 만성염증반응은 비만, 당뇨병, 동맥경화증 등 현대인의 질병을 유발하는 데 중요한 역할을 한다”며 “이번 연구는 그동안 베일에 쌓여있던 캡단백질이 리지스틴의 수용체로서 작용하고, 만성염증반응과 비만유도기능을 직접적으로 조절한다는 사실을 규명함으로써 새로운 성인병 치료제의 가능성을 제시했다”고 말했다.
 
캡단백질에 대한 후속연구를 통해 새로운 성인병 치료제가 개발되면 비만, 동맥경화증, 당뇨병 등 성인병으로 인한 사망률 및 사회적 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.  이번 연구는 보건복지부 선도형세포치료사업단, 한국보건산업진흥원 R&D진흥본부, 한국연구재단 줄기세포우수연구팀 등의 지원을 받아 이뤄졌다.

연구결과는 세계 최고 권위지의 과학학술지인 셀(Cell)의 자매지 ‘세포대사’(Cell Metabolism, IF 17.5점) 3월호에 ‘CAP1 단백질의 인체 리지스틴 호르몬의 수용체 역할 및 단핵구세포 매개 염증반응(Adenylyl Cyclase-Associated Protein 1 Is a Receptor for Human Resistin and Mediates Inflammatory Actions of Human Monocytes)’라는 제목으로 게재됐다.