단백질과 암의 연관성을 조사하던 한 연구팀이 대사작용의 가능성을 발견했다. 비만 동물 모델을 사용한 실험에서 단백질이 지방 연소 메커니즘을 유도할 수 있다는 것을 밝혀낸 것이다. 미국 조지타운대학 의료센터 연구팀은 비만 쥐가 아무리 많이 먹더라도 지방을 다량 연소할 수 있는 단백질을 발견했다.

대사작용 조절인자인 단백질

사람의 정상적인 생물학적 과정을 돕는 세포와 단백질에는 다량의 단백질이 들어있다. 이 단백질 중 일부는 그 양이 지나치게 적거나 많을 경우 악성 종양 생성과 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 인간단백질지도(Human Protein Atlas)를 살펴보면, 500가지 이상의 유전자 및 단백질은 암 성장과 강력한 관련이 있다. 사실상, 사람 유전자의 1%가량이 암의 원인이 되는 셈이다.

조지타운대학 연구팀은 단백질과 암의 연관성이 있다는 정보를 근거로 섬유아세포 증식인자 결합단백질 3(BP3)라는 단백질이 비정상 세포와 연관성이 있는지 연구했다. 하지만 해당 단백질이 질병이 아닌 대사작용의 조절인자로 작용하고 있다는 사실을 밝혀냈다. 그리고 BP3 단백질이 지방간 질병이나 2형 당뇨병 같은 대사 장애를 위한 새로운 치료법이 될 수 있다는 사실을 확인했다.

미국생물정보센터(National Center for Biotechnology Information)에 따르면, BP3는 두뇌와 전립선, 체내 13개 조직에서 편향적으로 발현한다. 2016년 6월 15일 분석한 데이터에 따르면, 95명의 조직 샘플에서 RNA를 서열 분석한 결과 27개 조직에서 BP3 단백질 발현을 확인할 수 있었다. 그러나 아직 이 단백질이 세포 과정에서 정확하게 어떤 기능을 하고 있는지 확인되지는 않았다.

연구팀은 BP3가 사람과 벌레 같은 다양한 생명체에서 볼 수 있는 섬유아세포 증식인자과에 속한다는 것을 강조했다. 이 계열의 단백질은 상처 치유, 세포 성장 조절 등을 포함한 여러 가지 프로세스에 관련되어 있다.

BP3는 BP1 및 BP2처럼 기능을 강화하기 위해 FGF 단백질과 결합한다. 그러나 BP1 단백질은 그 농도가 높아지면 악성 종양을 유발하는 것으로 알려져 있다. 따라서 연구팀은 BP3로 관심을 돌렸고 BP3 단백질이 세 가지 종류의 FGF 단백질(19, 21 및 23)과 결합한다는 사실을 밝혀냈다. 이 세 가지 FGF 단백질은 대사작용에서 중요한 역할을 한다.

대사 과정에서 단백질

연구팀은 BP3와 세 가지 FGF 단백질의 결합 기능을 발견한 후 대사 조절로 관심을 돌렸다. 분석에 따르면, FGF19와 FGF21은 체내에서 탄수화물 또는 당분, 지질 또는 지방의 사용 및 저장을 조절하는 신호를 보낸다. 반면, FGF23은 인의 대사작용을 관리한다. 즉, BP3는 대사작용 조절에 상당한 영향을 미치고 있다는 것이 확인됐다.

이를 확인하기 위해, 연구팀은 비만 실험쥐 모델을 사용해 세 가지 단백질과 BP3의 이용 가능성을 실험했다. BP3의 수치를 높이자 FGF19와 FGF21은 더욱 제대로 기능하게 됐고 지방과 설탕의 대사작용을 위한 더욱 많은 신호를 발산했다. 그 결과, 신체가 지방과 설탕을 간에 저장하기보다는 에너지로 연소시켜 혈중 다량의 지방과 설탕이 줄어들었다. 그 결과, 비만 쥐는 아무리 많은 음식을 먹어도 지방의 3분의 1가량을 연소시킬 수 있게 됐다.

"18일에 걸쳐 8가지 BP3 치료를 실시한 결과 비만 쥐의 지방을 3분의 1 이상 줄일 수 있었다"고 이번 연구의 선임 저자인 앤톤 웰스타인 박사는 말했다.

BP3를 치료법으로 만들 수 있다면 고혈당증 같은 비만 관련 여러 질병을 치료할 수 있을 것으로 전망된다.

그 외에, 비만 쥐는 어떤 부작용도 보이지 않았다. 연구팀은 인간 대사성 질병에서 단백질의 치료적 가능성에 대한 추가 연구를 실시할 필요가 있다고 덧붙였다.

세계적으로 증가하는 비만

세계보건기구(WHO)는 1975년 이후 비만 환자가 거의 세 배가량 증가했다고 발표했다. 2016년 기준, 세계적으로 성인 19억 명 이상이 과체중인 상태고 6억5,000만 명 이상이 비만인 것으로 확인됐다. 그리고 과체중 및 비만과 연관된 사망자가 저체중으로 인한 사망자에 비해 훨씬 많았다.

과체중은 체질량지수(BMI)로 측정이 가능하다. BMI가 25 이상인 사람은 과체중이고 30 이상인 사람은 비만으로 간주한다.

성인 및 십 대들은 체중 문제에 취약하며, 5세 이상인 어린이도 과체중 또는 비만이 될 수 있으니 주의할 필요가 있다. 현재 임상의들은 어린이가 체중 문제가 있는지 확인하기 위해 WHO 공식 아동성장기준(WHO Child Growth Standards)을 사용하고 있다.

[메디컬리포트=김효은 기자]