분당서울대병원은 내분비대사내과 최성희·문준호 교수 연구팀이 비만과 당뇨병이 진행될수록 지방조직의 염증과 섬유화를 일으키는 단백질 THBS1(트롬보스폰딘-1)을 찾아냈다고 3일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인판에 지난달 27일 게재됐다.
 
연구는 분당서울대병원 최성희·문준호 교수와 포항공과대학교(포스텍) 생명과학과 김종경 교수 공동연구팀이 수행했다. 1저자는 정지수, 박은서 박사다.
 
연구팀은 분당서울대병원에서 수술을 받은 한국인 21명의 내장지방을 정상 체중(8명), 비만(5명), 비만이면서 당뇨병이 있는 그룹(8명)으로 나눠 비교했다. 정상 체중 그룹은 신장 기증자였고, 비만 그룹과 비만·당뇨병 그룹은 위소매절제술을 받은 환자였다. 연구팀은 ‘단일세포핵 RNA 분석’ 기술로 약 8만6천 개의 세포를 분석했다.
 
분석 결과 지방줄기세포와 지방세포 가운데 THBS1을 많이 만들어내는 세포 집단이 따로 존재했다. 이 세포들은 섬유화와 염증 관련 유전자 발현이 유의하게 높았고, 정상 체중보다 비만 그룹에서, 비만 그룹보다 비만·당뇨병 그룹에서 더 많았다. 지방세포 속 THBS1 양도 정상, 비만, 비만·당뇨병 순으로 높아졌다. 체질량지수(BMI)와 당화혈색소(HbA1c)가 높을수록 THBS1도 많았다. 염증을 일으키는 면역세포(SLC11A1 양성 대식세포)도 비만·당뇨병 그룹에서 크게 늘어 있었다.
 
연구팀은 세포 실험, 사람과 생쥐의 지방조직 배양 실험, 동물실험으로 THBS1의 작용 원리를 확인했다. THBS1은 지방조직 속 대식세포를 자극해 섬유화 신호물질 ‘TGF-β’를 활성화시켰고, 그 결과 지방조직에 콜라겐이 쌓이고 염증이 늘었다. THBS1은 지방줄기세포가 건강한 지방세포로 자라는 과정을 방해하고, 이미 만들어진 지방세포의 포도당 흡수 능력과 인슐린 신호 전달도 떨어뜨렸다. 연구팀은 지방세포가 스트레스를 받을 때 작동하는 ‘YAP/TAZ’ 신호가 THBS1 유전자를 직접 켜는 상위 조절자라는 사실도 밝혔다.
 
THBS1의 작용을 막는 항체를 비만·당뇨병 환자의 내장지방 조직에 처리하자 섬유화와 염증 관련 유전자 발현이 줄었다. 고지방식을 먹인 비만 생쥐의 지방조직에 이 항체를 투여한 실험에서도 섬유화가 유의하게 감소했다.
 
연구팀은 THBS1이 지방조직의 건강 상태를 혈액으로 가늠하는 바이오마커로 활용될 가능성이 있다고 설명했다. 다만 실제 진단에 활용하려면 더 많은 인원과 다양한 집단을 대상으로 한 추가 검증이 필요하다고 덧붙였다.
 
연구팀은 "이번 연구가 질환 단계가 명확히 구분된 한국인 집단의 내장지방을 세포 단위로 분석해 대사질환 진행에 따른 지방조직 변화를 정리하고, 핵심 인자로 THBS1을 제시해 기능 검증을 한 최초의 보고"라고 설명했다.
 
최성희 교수는 “같은 체중이라도 내장지방이 얼마나 ‘건강한 상태’인지에 따라 당뇨병 등 대사질환 위험이 달라질 수 있다”며 “THBS1을 표적으로 한 진단·치료 기술 개발로 이어지도록 후속 연구를 이어가겠다”고 말했다.
 
이번 연구는 한국보건산업진흥원과 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다. 연구팀은 관련 기술에 대해 국내 특허를 출원했다.