이 모델동물 시스템은 대사질환 제어 기술 개발 연구에 폭넓게 활용될 것으로 예상되며, 신규 발견된 유전자는 대사질환 치료제 개발에 새로운 표적 활용이 기대된다.
비만은 과도한 음식의 섭취 또는 에너지 대사가 현저히 낮아질 때 발생한다. 체지방이 전신에 비정상적으로 축적된 상태로 지방세포의 크기 및 세포수가 증가하게 되면, 지방조직에서 생성되는 각종 대사산물과 내분비호르몬, 염증 유도인자의 증가를 초래한다.
이러한 변화로 근육 및 간 등, 다양한 조직에서 인슐린저항성, 포도당의 흡수 및 대사 이상을 유도하여 비만성 당뇨가 유발되는 것으로 파악된다.
연구팀은 초파리 모델을 배양, 체중 증가, 고지혈, 고혈당 및 인슐린저항성 등의 대표적인 당뇨 표현형을 그대로 모사하는 모델을 제작했다.
또한 비만성 당뇨 초파리 모델의 지방조직에서 포유류 유전자(TGF-β)의 초파리 상동 유전자(gbb) 발현이 비정상적으로 증가하는 것을 알아냈으며, 마우스 비만모델에서도 초파리와 동일하게 지방조직의 TGF-β의 발현이 증가해 있는 것을 관찰했다.
연구팀은 비만성 당뇨 모델에서 지방조직에서 발현이 증가한 TGF-β/gbb 단백질이 tribbles/TRB3 유전자의 발현을 직접적으로 유도하는 것을 최초로 발견했다.
tribbles/TRB3는 인슐린의 신호전달 경로의 활성을 억제하는 저해단백질로, 연구팀은 지방조직과 간세포에서 tribbles/TRB3 유전자가 인슐린 신호전달체계를 차단하고 혈당을 증가시키는 것을 관찰했다.
또한 고지방식을 지속해도 TGF-β/gbb 또는 tribbles 유전자의 발현을 낮춰주거나 기능을 차단하면 비만성 당뇨가 발병하지 않으며, 정상 수준의 지방 및 당대사가 유지되는 것을 확인했다.
유권 박사는 “최근 분자유전학 분야의 중요한 질환 모델인 초파리가 대사질환에서 새롭게 주목받고 있다”면서 “비만성 당뇨 초파리 모델은 향후 당뇨의 정확한 원인 및 병인 기전을 밝히는 데 폭넓게 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구성과는 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 3일자 온라인판에 게재됐다.
대덕=구본혁기자 nbgkoo@sedaily.com
