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시상하부 POMC 뉴런으로 비만 조절하는 새로운 약물표적으로 발굴
  • 등록일2017.03.07
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최근 상하이생명과학연구원 건강과학연구소 궈페이판(郭非凡) 연구팀은 시상하부 POMC 뉴런의 활성전사인자4(ATF4)가 생체 에너지 평형 및 지질대사 조절에서의 새로운 기능을 규명함으로써 비만 및 관련 대사성 질환 치료에 잠재적인 약물 작용 표적을 제공하였다. 해당 성과는 “An ATF4/ATG5 Signaling in Hypothalamic POMC Neurons Regulates Fat Mass via Affecting Energy Expenditure”라는 제목으로 2017년 2월 16일의 국제학술지 ‘Diabetes’ 에 온라인으로 발표되었다.

최근 몇 년간 물질생활 수준의 대폭 향상과 생활방식의 변화에 따라 세계적 범위에서 비만이 광범위하게 유행하고 있다. 당뇨병, 지방간, 심혈관 질환 그리고 종양의 발생 및 진행과 밀접한 연관이 있는 비만은 인류 건강에 큰 위협이 된다. 따라서 비만의 발생과 진행 메커니즘을 연구하고 잠재적인 약물 표적을 발굴하는 것은 중요한 의미가 있다. 생체 비만은 에너지섭취와 에너지소비 간 불균형에 의해 발생하는데 여기서 중추신경계의 시상하부가 핵심적 조절 역할을 한다.

시상하부 궁상핵(ARC)은 두 가지 에너지대사 조절 뉴런을 함유하는데 하나는 식욕을 촉진하는 아구티관련단백질(AgRP) 뉴런이고 다른 하나는 식욕을 억제하는 프로오피오멜라노코르틴(POMC) 뉴런이다. POMC 뉴런은 프로오피오멜라노코르틴 절단 생성물인 멜라닌세포자극호르몬(alpha-MSH) 방출을 통해 식욕을 억제하는 한편 교감신경계의 흥분성을 조절하고 이를 통해 생체의 에너지 소산(dissipation)에 영향을 미친다. 따라서 POMC 뉴런과 같은 시상하부 특정 뉴런의 생체 에너지 균형 제어 메커니즘 연구는 비만 치료에 중요한 이론적 근거를 제공한다.

연구팀은 조직 특이성 유전자 녹아웃 기술을 사용하여 생쥐 POMC 뉴런으로부터 ATF4 유전자를 특이적으로 제거하였다. 분석 결과 ATF4 제거 쥐는 살이 빠졌고 생체 인슐린 감수성, 렙틴 감수성, 에너지 소산은 개선됨과 동시에 고지방식이 유도 비만, 인슐린 저항, 렙틴 저항을 억제할 수 있었다. ATF4 작용 메커니즘에 대한 심층 연구에서 ATF4는 ATG5 유전자의 프로모터와 결합하여 그 발현을 직접적으로 조절한다는 것을 발견하였다. 계속하여 연구팀은 POMC 뉴런의 ATF4 유전자와 ATG5 유전자를 동시에 제거한 생쥐 모델을 구축한 다음 그 표현형 분석을 통해 ATF4와 ATG5를 동시 제거한 생쥐는 ATF4 단일 유전자 제거 생쥐의 살빼기 표현형을 역전시킬 수 있다는 것을 발견하였다.

연구팀은 생체 에너지 균형 및 지질대사 조절과 관련하여 시상하부 POMC 뉴런에서 ATF4/ATG5축의 중요 기능을 발견하였다. 이는 시상하부 ATF4/ATG5축이 비만 및 관련 대사성 질환 치료에서 새로운 약물 표적으로서의 가능성을 시사한다.

정보출처 : http://www.stcsm.gov.cn/xwpt/kjdt/349009.htm