대사증후군에 동반되는 비알콜성 지방간에서만 작동하여 간에 지방 축적을 증가시키는 유전자가 국내 연구진에 의해 발견되었다.

연세의대 김재우 교수(45세, 교신저자)와 이유정 박사(제1저자)가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 △중견연구자지원사업(핵심연구) △선도연구센터(MRC) △세계수준의 연구중심대학 육성사업(WCU) 지원으로 수행되었고, 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS)에 최신호(8월 21일자)에 게재되었다.

논문명은 "식이에 의한 간지방증에서 PPAR 감마에 의해 조절되는 MGAT1 발현이 지방축적에 기여한다" [Nuclear receptor PPARγ-regulated monoacylglycerol O-acyltransferase 1 (MGAT1) expression is responsible for the lipid accumulation in diet-induced hepatic steatosis]라는 제목으로 소개됐다.

최근 비만, 당뇨병, 고혈압, 고지혈증 등을 포함한 대사증후군이 급격하게 증가하고 있는 추세이며, 현대인의 건강을 크게 위협하고 있다. 전 인구의 5명 중 1명이 대사증후군일 정도로 사회적, 의료적 문제가 되고 있으며, 방치하면 심뇌혈관 질환 등의 부작용으로 사망에 이를 수 있다. 

대사증후군에서 흔히 동반되는 간지방증(비알콜성 지방간)은 당뇨병 위험을 더욱 증가시키며, 간염이나 간경변증 등 심각한 간 질환으로 이어질 수도 있어서 그 예방과 치료에 많은 연구가 집중되고 있다.

간은 정상적으로 체내 대사를 지휘하는 역할을 하며, 지방을 소량 축적하는 기능을 가지고 있다. 하지만 식이에 의한 비만에서는 간의 지방축적이 크게 증가하여 지방간에 이르게 된다.

하지만 최근까지 대사증후군에서 간의 지방축적이 과도하게 일어나는 원인이 충분히 밝혀지지 않았으며, 특히 서구화된 고지방 식이에 의한 지방간의 메커니즘을 설명하기에는 한계가 있었다.

김재우 교수 연구팀은 마우스에 고지방 식이를 투여한 지방간 모델을 이용하여 MGAT1이라는 효소가 지방간에서만 높게 발현된다는 사실을 발견하였다. 이 효소는 간에 중성지방이 축적되는 정상적인 경로와는 달리 모노아실 글리세롤(monoacylglycerol)에서 직접 중성지방을 합성하는 효소로서 “모노아실 글리세롤 아실 트렌스퍼라제(monoacylglycerol acyltransferase, MGAT1)”라 불린다.

연구팀은 MGAT1이 정상적으로는 간에 거의 발현이 되지 않지만, 지방간이 유발되면 이 효소를 이용한 지방 축적이 크게 증가함을 규명하였다. 또한 이 효소의 발현을 아데노바이러스 기법으로 억제한 결과 식이에 의한 지방간이 크게 완화됨을 관찰하였다. 이와 더불어 MGAT1이 고지방 식이를 할 때 핵수용체의 하나인 감마형 PPAR에 의해 증가되는 메커니즘도 밝혔다.

또한 MGAT1이 억제된 마우스에서는 혈당조절기능이 개선되었고 체중도 감소되는 것으로 나타나 이 효소를 억제하면 지방간을 감소시킴과 동시에 대사증후군의 진행도 완화시킬 수 있을 것으로 기대했다. 

이번 연구는 두 가지 측면에서 의의를 찾을 수 있다. 첫째, 기존 연구가 탄수화물 대사와 연결된 지방산 합성에만 집중되었음에 반해 고지방 식이의 경우에는 중성지방의 합성 경로가 크게 작용함을 새롭게 밝혔으며, 둘째, 정상적인 간에 존재하지 않지만 지방간에서만 발현되는 유전자를 발굴함으로써 효과적인 치료제 개발을 기대할 수 있게 된 점이다.

김재우 교수는 “이번 연구는 비알콜성 지방간을 억제할 수 있는 새로운 타겟을 제시하게 될 것”이라며, “정상적인 간의 기능과 체내 대사에 영향을 주지 않으면서 과도한 지방의 축적을 억제할 수 있다는 점이 주목된다”라고 연구의의를 밝혔다. 또한 “MGAT1 효소 억제가 혈당조절기능 개선과 체중 감소에 어떻게 기여했는지를 밝히게 되면 비만 연구와 치료제 개발에도 큰 발전이 있을 것”이라 말했다.

<기사출처 | 교육과학기술부 보도자료>

MGAT1 억제에 의해 간의 지방축적(흰색 방울 모양)이 현저히 감소함을 보여주는 현미경 사진.