UPDATED. 2021-10-25 10:05 (월)
행복 호르몬 ‘세로토닌’ 신호 억제하면 당뇨병과 지방간 잡는다
행복 호르몬 ‘세로토닌’ 신호 억제하면 당뇨병과 지방간 잡는다
  • 김수진 기자
  • 승인 2021.10.08 19:13
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

KAIST-분당서울대병원 연구팀, 세로토닌 신호 억제로 당뇨병 및 지방간 억제 효과 규명
세로토닌, 중추신경 통하지 않고 직접적으로 지방조직에 작용
새로운 당뇨병 및 지방간 치료제 개발의 표적 제시
게티이미지뱅크
KAIST 의과학대학원 김하일 교수 연구팀은 분당서울대병원 내분비대사내과 최성희 교수 연구팀과 공동연구를 통해 지방조직의 세로토닌 신호 억제로 당뇨병 개선 및 지방간 억제 효과를 규명했다ⓒ게티이미지뱅크

[바이오타임즈] 흔히 ‘행복 호르몬’으로 알려진 세로토닌 신호를 억제하면 당뇨병과 지방간을 개선 및 억제할 수 있다는 흥미로운 연구 결과가 나왔다.

세로토닌(Serotonin)은 뇌의 시상하부 중추에 존재하는 신경전달물질로, 감정과 수면 등의 조절에 관여한다고 알려져 있다. 주로 위장관, 혈소판, 뇌, 중추신경계에서 볼 수 있고, 행복을 느끼는 데 기여한다고 해서 행복 호르몬으로 불린다.

또한, 세로토닌은 뇌를 포함한 신체 여러 장기에서 에너지대사를 조절하며, 특히 간 조직에서 지방 합성을 촉진하고 이 신호를 억제했을 때 지방간 형성이 개선되는 것이 알려져 있다.
 

비만 시 지방세포의 세로토닌 2B 신호전달에 의한 생체 내 조직의 변화 모식도(사진=KAIST)
비만 시 지방세포의 세로토닌 2B 신호전달에 의한 생체 내 조직의 변화 모식도(사진=KAIST)

◇세로토닌 신호 억제로 당뇨병 및 지방간 억제 효과 규명

KAIST 의과학대학원 김하일 교수 연구팀은 분당서울대병원 내분비대사내과 최성희 교수 연구팀과 공동연구를 통해 지방조직의 세로토닌 신호 억제로 당뇨병 개선 및 지방간 억제 효과를 규명했다고 8일 밝혔다.

KAIST 의과학대학원 최원근 박사, 최원석 박사(현 화순전남대학교병원 내분비대사내과), 분당서울대병원 내분비대사내과 오태정 교수가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘임상연구저널(Journal of Clinical Investigation)’ 10월 7일 자 온라인판에 출판됐다(논문명 : Inhibiting serotonin signaling through HTR2B in visceral adipose tissue improve obesity induced insulin resistance).

공동연구팀은 지방조직의 세로토닌 수용체 2B 신호전달 억제를 통해 지방조직에서 분비되는 지방산을 조절하고, 그 결과 혈중 지방산 수치를 낮춰 전신적인 대사 지표와 지방간을 개선한다는 사실을 알아냈다. 이를 통해 지방간 치료제 연구 분야의 새로운 방향성과 기존 대사질환 치료제 연구의 한계를 극복할 가능성을 제시했다.
 

사람의 내장지방에서 세로토닌 수용체 2B 발현양과 BMI, AST, ALT(간지표)와의 상관관계 등(사진=KAIST)
사람의 내장지방에서 세로토닌 수용체 2B 발현양과 BMI, AST, ALT(간지표)와의 상관관계 등(사진=KAIST)

세로토닌은 뇌에서의 역할과 달리 말초조직에서 비만, 당뇨 상황에서 다양한 에너지대사를 조절한다. 특히 간 조직의 세로토닌 신호전달은 지방 합성을 촉진한다고 알려져 있으며, 이 신호를 억제했을 때 지방간 형성이 개선되는 것을 확인한 바 있다.

이에 공동연구팀은 세로토닌의 내장지방에서의 역할을 확인하기 위해 다음과 같은 실험을 진행했다. 고지방식이를 먹이거나 유전자 조작을 통해 비만을 유도한 마우스의 내장지방에서 세로토닌 수용체 2B의 발현이 증가하는 것을 확인했다. 또한, 사람의 내장지방에서 발현하는 세로토닌 수용체 2B의 유전자 발현량이 비만 환자에서 현저하게 높고, 세로토닌 2B 수용체의 유전자 발현량이 증가할수록 체질량 지수 및 간 기능 검사 수치가 증가하는 것을 확인해 내장지방에서의 세로토닌 신호전달의 임상적 의미를 확인했다.

이에 지방세포 특이적으로 세로토닌 수용체 2B의 발현을 억제하거나 세로토닌 2B 수용체 억제제를 투여해 보았고, 이때 지방세포에서 분비하는 지방산의 양이 줄어들고 혈중 지방산이 감소함으로써 지방조직의 염증반응과 지방간이 완화되고 인슐린 저항성(비만과 관련된 당뇨병의 중요한 병인)이 개선되는 것을 확인했다.

이는 세로토닌이 중추신경을 통해서가 아니라 직접적으로 지방조직에 작용한다는 것을 새롭게 발견한 것으로, 향후 새로운 당뇨병 및 지방간 치료제 개발의 표적을 제시하였다는 데에 의의가 있다.
 

KAIST 의과학대학원 김하일 교수(사진=KAIST)
연구를 주도한 KAIST 의과학대학원 김하일 교수(사진=KAIST)

◇세로토닌 신호 억제제, 향후 대사질환 치료제 개발 연구 분야에서 큰 성과 기대

세로토닌 신호 억제를 주요 표적으로 한 지방간 혹은 당뇨병 치료제 개발은 생물학적, 임상적으로 중요한 의미를 가진다. 기존에 개발된 치료제들과 달리 지방조직과 간 조직을 동시에 표적으로 하는 세로토닌 신호 억제제는 향후 대사질환 치료제 개발 연구 분야에서 괄목할만한 성과를 보일 것으로 기대된다.

공동 제1 저자인 최원근 박사는 “이번 연구를 통해 세로토닌 수용체를 표적으로 한 약물이 지방간을 포함한 다양한 대사질환 치료에 새로운 지평을 열 것으로 사료된다”라고 밝혔다.

공동 교신저자인 분당서울대병원 최성희 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 세로토닌 2B 수용체 신호를 효과적으로 억제할 수 있는 치료법 개발을 통해, 지방세포에도 직접적으로 작용할 수 있는 새로운 인슐린 저항성 약물을 개발할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

비만이 당뇨병 및 지방간과 같은 만성질환을 유발하는 데에 내장지방의 양적 증가와 대사 변화가 중요할 것이라는 점은 학계에서 널리 받아들여지고 있는 현상이다. 이번 연구는 세로토닌 2B 수용체가 비만과 같은 인슐린 저항성이 유발되는 상황에서 내장지방 특이적으로 발현이 증가한다는 관찰에서 시작됐으며, 사람의 지방조직 및 다양한 마우스 모델을 이용하여 다학제적 접근으로 임상적인 의미를 잘 파고든 연구라는 점에서 높은 가치를 지닌다는 평가를 받는다.

 

[바이오타임즈=김수진 기자] sjkimcap@biotimes.co.kr


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.