세포가 에너지를 태우는 능력의 기반이 되는 생화학적 공정(biochemical process)의 조작을 통해서 베트이스라엘디커니스의료센터 (Beth Israel Deaconess Medical Center, BIDMC) 연구자들이 새로운 사실을 발견했는데, 이는 비만과 당뇨에 대처할 수 있는 새로운 치료법 개발로 이어질 수 있다. 학술지 Nature에 실린 이번 발견은 생쥐의 지방 세포와 간 세포에서 니코틴아미드 N-메틸트란스퍼레이스(nicotinamide N-methyltransferase, NNMT) 단백질의 양을 줄이면 비만과 당뇨의 발병이 극적으로 줄어든다는 것을 보여준다.

이번 발견으로 에너지 생성을 증가시켜서, 체중 감소로 이어지게 할 수 있는 물질대사를 조작할 수 있게 되었다는 것이 이번 논문의 선임저자인 칸 (Barbara Kahn) 교수의 설명이다. 이번 발견이 특히 흥미로운 이유는 이번 연구에 사용된 안티센스 올리고뉴클레오티드(antisense oligonucleotide, ASO) 기술이 사람의 다른 질환들을 치료하는 데 이미 이용되고 있다는 점이라고 한다.

NNMT는 비타민 B3를 가공하는 효소이고, 알츠하이머 질환은 물론 특정 유형의 암과도 관련이 있다는 것이 교신저자인 양(Qin Yang) 박사의 설명이다. 이 효소가 지방조직에서 완전히 새로운 역할을 하는 것이 이번 연구로 확인되었고, 그 역할은 에너지 대사 조절(energy metabolism)이라고 한다.

이 새로운 발견은 무익회로(futile cycle)라고 알려진 생화학적 메커니즘에 기초하는데, 이 회로에 의해 세포의 반응이 가속화되고, 더 많은 에너지가 생성된다. 원하는 대로 먹어도 체중이 늘지 않는 것처럼 보이는 사람들이 있는데, 그러한 자연적 체중 조절에 대한 이유의 일부가 기본적인 물질대사 즉, 그 신체가 선천적으로 가지는 내재적 에너지 연소율(inherent rate)이라고 한다. 즉, 세포의 에너지 이용을 가속화시키는 한 가지 방법이 무익회로인 것이다.

이 연구자들은 먼저 비만하고 당뇨에 걸린 생쥐의 경우 NNMT의 수준이 증가되어 있다는 것을 확인했다. 당뇨 발병이나 발병 차단에 취약한 생쥐에서 유래된 지방의 유전적 프로파일에 대한 비교를 통해서, 당뇨발병에 취약한 생쥐의 지방과 간 세포에 NNMT의 양이 많다는 것을 이 연구팀은 발견한 것이다. 그리하여, 이들 조직에서 NNMT를 줄이면 폴리아민(Polyamines)이라고 불리는 분자들이 관여하는 일련의 대사적 반응들이 가속화되고, 그로 인해 에너지 소비가 증대되어, 날씬해지며, 당뇨 및 관련 문제들이 줄어들 수도 있다는 가정을 하게 되었다고 한다.

폴리아민류는 몸 전체에서 발견되는 일군의 생물학적 분자이고, 세포 생장의 조절을 비롯한 기본적 기능을 한다고 한다. 이 폴리아민이 흥미로운 점은 이들을 만들고 분해하는 프로세스가 에너지를 소진시키는 생화학적 회로를 구성한다는 것이라고 한다. NNMT를 억제시키면, 이 무익회로가 가속화되어, 음식으로 섭취된 칼로리가 에너지로 더 많이 소비되고, 지방으로 유입되는 칼로리는 더 작아지는 결과가 초래된다는 것이 이번 연구에서 발견되었다.

중요한 것은 이번 연구에서 NNMT 유전자를 넉 다운시키는데 안티센스 올리고뉴클레오티드(ASO) 기술이 이용된 것이라고 한다. ASO는 작은 DNA 분자로서, 특정 단백질의 합성을 차단할 목적으로 디자인될 수 있다. 즉, ASO가 세포 안으로 들어가면, 그 ASO는 특정 유전자를 타깃으로 하여 그 유전자를 억제시킬 수 있는데, 이번 연구의 경우에는 그 유전자가 NNMT인 것이다. ASOs는 바이러스성 눈 감염(viral eye infection)은 물론, 과지혈증과 같은 유전적 질환의 치료제로 미국 식약청이 이미 승인했기 때문에, 사람을 대상으로 하는 ASO 항 비반 치료(ASO anti-obesity therapy)를 검정하기 위한 임상 시험의 진행도 가능할 것이라는 것이다.

미국의 질병통제예방센터 (Centers for Disease Control and Prevention, CDC)에 따르면, 현재 미국 성인의 1/3 이상이 비만이다. 비만은 의료체계에 심각한 경제적 부담이 되며, 인슐린 저항성과 당뇨의 발병에 주요 위험인자라고 한다. 체중 조절에 다이어트와 운동이 중요하지만, 항비만치료도 커다란 도움이 될 수 있으며, NNMT는 향후 치료법 개발에 있어 유망한 타깃이 될 것으로 보인다. 더욱이, 비만은 알츠하이머 질환과 어떤 암의 발병 그리고 또한 NNMT가 높아져 있는 병적 상태와 관련이 있기 때문에, NNMT ASO는 또한 이들 다른 치명적 상태를 관리하는 데 유익할 가능성이 있다고 한다.

키워드 : 비만, 니코틴아미드 메틸트란스퍼레이스, 폴리아민

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-04/bidm-nat040714.php

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.05.12 10:49

<저작권자 © 자닮, 무단 전재 및 재배포 금지>

#kisti