퇴화된 흔적기관으로 간주되다가 세포 안팎을 매개하는 '세포의 안테나'로 다시 주목받는 일차섬모(primary cilia)가 에너지 대사 및 뼈 항상성 조절에 동시 관여할 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다.
연세대학교 치과대학 김기우 교수 연구팀이 뇌 시상하부 신경세포에 존재하는 일차섬모가 에너지 대사 및 골항상성에 중요한 세포소기관임을 규명했다고 합니다. 중추신경계를 통한 에너지대사와 골밀도의 동시조절 가능성을 제시, 비만이나 당뇨 등 대사질환과 동반되는 골질환을 표적으로 하는 약물개발의 단서가 될 것으로 기대됩니다. 본 연구는 <Journal of Clinical Investigation>에 게재됐습니다.
일차섬모 세포, 무슨 기능 하나봤더니
일차섬모는 코점막이나 폐표면, 난관 등에 있는 운동성 섬모와 달리 운동성이 없는 미세소관으로 감각기관에서 다양한 감각을 전달하기 위한 수용체로 작용하는 것이 알려져 있었습니다. 연구팀은 선행연구를 통해 뇌 시상하부 복내측핵에 존재하는 특정 신경세포(SF-1)가 에너지 대사에 중요하며 이 신경세포 표면에 유난히 긴 일차섬모가 존재하는 것을 알아냈습니다.
이에 연구팀은 이 신경세포에서만 일차섬모가 만들어지지 않는 결손 생쥐모델(loss-of-function models)을 구축, 일차섬모가 에너지 대사 조절에 미치는 영향을 알아봤습니다. 그 결과 일차섬모가 결손된 생쥐모델에서 심한 비만이 나타났습니다. 정교한 대사 분석을 통해 이러한 몸무게 증가가 산소소비량 감소와 에너지소비 결함 등 에너지 대사위축 때문임을 알아냈습니다. 실제 자율적으로 신체의 완급을 조절하는 자율신경계 가운데 신체를 긴장하게 하는 교감신경 활성의 척도인 혈중 노르에피 네프린이 녹아웃 생쥐모델에서 현저히 낮게 나타난 겁니다. 일차섬모 결손이 교감신경 활성을 떨어뜨려 식욕억제 호르몬 렙틴에 대한 민감성을 잃게 하고 그로 인해 과섭취로 이어진 결과라는 겁니다.
나아가 일차섬모 결손 생쥐에서는 골밀도 증가도 관찰되었다. 뼈를 파괴하는 파골세포가 감소한 반면 뼈형성 속도는 빨라졌습니다. 비만과 별개로 자율신경 조절 이상에 따라 골항상성이 무너진 결과라는 설명입니다. 교감신경활성에 관여하는 일차섬모가 에너지대사 및 뼈항상성 유지에 필수적이라는 이번 결과를 토대로 연구팀은 일차섬모의 활성 및 길이유지에 관여하는 요인에 대한 후속 연구를 계획하고 있습니다.
##참고자료##
