[로이슈 전여송 기자] 분당서울대병원은 내분비대사내과 최성희·문준호 교수와 포항공과대학교 생명과학과 김종경 교수 공동연구팀이 비만과 당뇨병 환자의 내장지방에서 염증과 섬유화에 관여하는 단백질 'THBS1(트롬보스폰딘-1)'의 작용 기전을 규명했다고 3일 밝혔다.

이번 연구는 한국인 21명의 내장지방 세포 약 8만6000개를 분석하고 세포 및 동물실험을 통해 THBS1이 지방조직의 염증과 섬유화에 미치는 영향을 확인한 것이다. 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인판에 지난달 27일 게재됐다.

내장지방은 복부 장기 사이에 축적되는 지방으로, 피하지방보다 염증과 섬유화가 발생하기 쉽고 인슐린 저항성, 제2형 당뇨병, 심혈관질환 등과 밀접한 관련이 있다. 다만 지방조직을 구성하는 여러 세포가 질환 진행 과정에서 어떻게 변화하는지는 충분히 규명되지 않았다.

연구팀은 분당서울대병원에서 수술받은 한국인 21명을 정상 체중 8명, 비만 5명, 비만과 당뇨병을 함께 가진 환자 8명으로 구분했다. 정상 체중 그룹은 신장 기증자였으며, 나머지 13명은 위소매절제술을 받은 환자였다.

연구팀은 단일세포핵 RNA 분석 기술을 활용해 약 8만6000개 세포의 유전자 발현을 조사했다. 그 결과 지방줄기세포와 지방세포에서 THBS1 발현이 높은 세포 집단을 확인했으며, 해당 세포에서는 염증과 섬유화 관련 유전자 발현도 높게 나타났다.

THBS1 발현 수준은 정상 체중, 비만, 비만·당뇨병 그룹 순으로 증가했다. 체질량지수(BMI)와 당화혈색소(HbA1c)가 높을수록 THBS1 발현도 증가하는 경향을 보였으며, 염증 관련 면역세포인 SLC11A1 양성 대식세포 역시 비만·당뇨병 그룹에서 증가했다.

연구팀은 세포와 조직 배양 및 동물실험을 통해 THBS1의 작용 기전도 분석했다. THBS1은 지방조직의 대식세포를 자극해 섬유화 관련 신호물질인 TGF-β를 활성화했으며, 이에 따라 콜라겐 축적과 염증이 증가하는 것으로 나타났다.

또한 THBS1은 지방줄기세포가 지방세포로 분화하는 과정을 방해하고, 지방세포의 포도당 흡수 능력과 인슐린 신호 전달을 저하시켰다. 생쥐의 내장지방에서 THBS1을 증가시킨 실험에서도 콜라겐 축적과 염증성 면역세포 유입이 확인됐다.

연구팀은 지방세포가 커지는 등 세포 스트레스가 발생할 때 활성화되는 YAP/TAZ 신호가 THBS1 유전자 발현을 조절한다는 사실도 확인했다.

THBS1을 억제하는 항체를 비만·당뇨병 환자의 내장지방 조직에 처리한 결과, 염증과 섬유화 관련 유전자 발현이 감소했다. 고지방식으로 비만을 유도한 생쥐에 해당 항체를 투여한 실험에서도 지방조직의 섬유화가 감소했다.

연구팀은 THBS1이 지방조직의 상태를 평가하는 혈액 바이오마커와 대사질환 치료 표적으로 활용될 가능성이 있다고 설명했다. 다만 실제 진단과 치료에 적용하려면 더 많은 환자와 다양한 집단을 대상으로 한 추가 검증이 필요하다.

이번 연구에는 정지수·박은서 박사가 제1저자로 참여했으며, 한국보건산업진흥원과 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다. 연구팀은 관련 기술에 대한 국내 특허도 출원했다.

분당서울대병원 내분비대사내과 최성희 교수는 “같은 체중이라도 내장지방이 얼마나 ‘건강한 상태’인지에 따라 당뇨병 등 대사질환 위험이 달라질 수 있다”며 “이번 연구는 지방조직을 병들게 하는 핵심 인자를 한국인 환자 조직에서 직접 확인했다는 점에서 의미가 크며, THBS1을 표적으로 한 진단·치료 기술 개발로 이어지도록 후속 연구를 이어가겠다”고 말했다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr