KISTI의 과학향기

과학자들은 유전자 변형을 통해 당뇨가 없는 비만 쥐를 개발하려는 과정에서 지금까지 알려지지 않은 장내 지질 흡수 메커니즘을 발견했다. 이에 더해, 동 메커니즘이 신체에 흡수되는 식이 지방의 양을 줄이기 위해 일시적으로 조절 가능하다는 것을 밝혀냈다. 이러한 새로운 발견은 심장질환과 비만의 주요 원인인 고지혈증 관리에 대한 희망을 보여준다. 이미 안과에서는 처방약에 의해 불분명한 분자 메커니즘을 표적화 하고 있다는 것을 고려하면 지질 흡수 메커니즘은 이보다 빠르게 성공할 수 있을 것으로 보인다.

 

VEGFR-1(혈관표피 성장인자 수용체-1, FLT1)과 NRP1(Neuropilin-1)은 두 가지 유전자로, 혈관 성장 인자 수용체에 대한 코드 및 제2형당뇨(Type 2 diabetes)의 발병에 관여하는 유전자이다. 안네 아이히만(Anne Eichmann)이 이끄는 연구팀은 쥐의 유전자를 제거함으로써 당뇨병을 일으키지 않고 비만이 될 수 있는 동물을 개발하고자 했다. 하지만 몇 주 동안 제공된 고지방 식단이 끝난 후, 생쥐의 몸무게는 크게 증가하지 않은 반면, 같은 식단을 제공받은 대조군 쥐의 체중은 두 배가 되었다. 연구팀은 이 같은 결과에 의아하여 배후 요소들을 탐구하기 시작했다.

 

돌연변이 쥐의 혈액 지질을 측정한 결과, 지질 흡수가 부족하다는 점이 밝혀졌고 이에 따라 연구팀은 장 내에서 주기적으로 지질 흡수 역할을 메커니즘에 관심을 갖게 되었다.

 

아이히만 박사는 “유미관은 장내 림프관망의 끝부분이다. 유미관은 이러한 혈관을 형성하는 내피세포 사이에 배열된 융모를 통해 지방을 흡수할 수 있다. 지금까지 우리는 이것이 수동적인 메커니즘이라고 생각했다. 그러나 우리의 연구는 이러한 융모를 통한 흡수가 FLT1 수용체와 NRP1 수용체의 통제하에 있는 능동적 메커니즘일 수도 있다는 것을 암시한다.” 고 설명했다. 이러한 수용체가 없을 경우, 모공이 닫히고 킬로미크론(Chylomicrons) 형태의 지방 흡수가 불가능해진다. 따라서, 지방질 식사로 기대할 수 있는 체중 증가는 일어나지 않게 된다.

 

이에 따라 치료 방안에 관한 전망은 명백해 보인다. 만약 모공을 일시적으로 조절할 수 있다면, 비만과 고지혈증에 대한 새로운 치료 전략을 개발하는 것이 가능해진다. 이 점을 염두에 두고, 유미관의 투과성을 조절하는 미세 메커니즘을 이해하는 것이 필요할 것으로 보인다.

 

연구팀은 추가적인 실험을 통해 킬로미크론의 흡수의 방해하는 유미관 내 세포연접의 폐쇄는 혈당 투과성을 촉진하는 VEG2A와 유미관을 통해 전달되는 수용체인 VEGF-A에 달려 있음을 발견했다. 돌연변이 쥐에서 VEGFR2의 기능을 억제함으로써, 세포연접이 다시 기능하게 되고 킬로미크론의 수송이 수행되었다.

 

흥미롭게도, 녹내장을 치료하는 데 효과적인 분자는 이 흡수 메커니즘을 변형시킬 수 있다. Y27632, RoCK(Rho Kinase) 억제제는 복용량 지정 방식으로 VEGF에 의해 유도된 투과성을 억제하는 것으로 알려져 있다. Y27632로 치료받은 생쥐에서 수행된 실험은 결정적으로 유미관의 연접을 막고 관내장 내 킬로미크론의 수를 줄이는 것이 가능하다는 것을 보여준다.