최근 고칼로리 식단에 의한 당뇨병 발생 기전으로 리지스틴(Resistin)이 미토콘드리아 기능 부전을 유발해 대사질환을 발생시킨다는 사실이 세계 최초로 밝혀졌다.

서울대병원 순환기내과 김효수 교수팀은 최근 인슐린 저항성과 관련된 아디포카인인 ‘리지스틴’이 미토콘드리아 항상성을 손상시켜 대사 장애를 유발한다는 조사결과를 발표했다.

미토콘드리아는 세포 활동에 필요한 에너지를 만드는 세포 내 중요한 소기관이다. 이 기능에 이상이 생기면 당뇨병, 대사증후군, 퇴행성뇌질환, 염증성질환 발생에 기여한다고 추정된다. 

특히 고칼로리 식단으로 인한 비만이 미토콘드리아 기능 장애와 대사질환을 유발한다는 것은 널리 알려져 있다.

연구팀은 생쥐에서는 인슐린 저항성을 유발하는 물질이지만 인간에서는 백혈구에서 분비되는 사이토카인으로서 만성염증을 야기하는 물질로 알려진 ‘리지스틴’에 주목했다. 지금껏 이 물질과 당뇨병 발생과의 인과관계는 알려져 있지 않았다.

그 결과, 대조군은 정상 미토콘드리아를 갖고 있었던 반면 인간화 리지스틴 생쥐의 고칼로리 식이는 과도하게 분열되고 비정상적으로 파괴된 미토콘드리아를 증가시킨 것으로 나타났다.

이로 인해 에너지원인 ATP 생산량이 감소해 미토콘드리아 기능을 저하시키는 현상을 증명하기 위해 실시간으로 산소 소비량을 측정해 검증했다. 

즉, 인간 리지스틴은 미토콘드리아 분열을 유도해 미토콘드리아 항상성을 손상시킴으로써 ATP 생성 감소와 미토콘드리아 기능 장애를 초래한 것으로 확인됐다.

추가 실험을 통해 리지스틴 수용체인 캡1 유전자가 결핍된 유전자 조작 생쥐에서는 리지스틴으로 인한 효과가 억제되어 이러한 미토콘드리아 기능 저하가 예방된다는 사실도 밝혀냈다. 

근육에서의 미토콘드리아 기능 저하는 생쥐에서 인슐린 저항성을 일으켜 당뇨병 악화로 이어짐을 증명했다.

연구팀은 치료 가능성을 타진하기 위해 리지스틴과 캡1이 결합하는 것을 억제하는 펩타이드를 개발했으며, 이 펩타이드 치료제가 미토콘드리아 기능 저하를 예방한다는 것을 확인했다.

김효수 교수는 “리지스틴-캡1 결합체가 당뇨병 등과 같은 비만 관련 대사질환 치료에서 잠재적인 표적이 될 수 있음을 시사한다”고 연구 의의를 밝혔다.

이어 “현재 리지스틴과 그 수용체인 캡1 단백질 상호 결합을 억제함으로써 염증을 완화시키는 항체를 개발했다”며 “염증성 장질환 등의 새로운 치료제도 개발 중”이라고 덧붙였다.

한편, 이번 연구결과는 대사질환 분야 세계적 학술지인 ‘신진대사(METABOLISM: Clinical and Experimental, IF: 13.9)’ 온라인판 최신호에 게재됐다.

박대진 기자 (djpark@dailymedi.com) 기자의 다른기사보기