식욕 > 통합검색

김대욱

KAIST

WHO 세계 정신 건강 보고서에 따르면, 전 세계적으로 약 10억 명이 크고 작은 정신 질환을 앓고 있습니다. 특히 한국의 상황은 더욱 심각한데, 건강보험심사평가원의 자료에 따르면 현재 우울증 및 불안장애 환자는 약 180만 명으로 2019년 대비 15% 증가했으며, 전체 정신질환자는 최근 5년 동안 37% 증가하여 약 465만 명에 이르고 있습니다.

npj Digit. Med.
2024.12.12

최형진

서울대학교 자연과학대학 뇌인지과학과, 의과대학 의과학과/해부학교실

Computational neuroscience는 신경과학, 컴퓨터과학, 수학의 교차점에서 발전한 학문 분야로, 뇌의 작동 원리를 수학적 모델과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이해하려는 접근법을 취합니다. 이 분야는 신경세포와 신경망의 활동을 분석하고 모델링하여, 신경계의 구조적, 기능적 특성을 설명하거나 예측하는 데 초점을 맞춥니다.

Sci. Adv.
2024.11.27

박준석

서울대학교 의과대학

안녕하십니까, 금년도 2024년도 2월에 서울대학교 의과대학을 졸업한 박준석이라고 합니다. 학부생 때 주제를 제안해서 시작했던 연구가, 상상했던 것을 훨씬 뛰어넘어 규모가 커져 공동 제1저자로 Science지에 논문 “GLP-1 Increases Preingestive Satiation via Hypothalamic Circuits in Mice and Humans”을 내게 되었음에 너무나도 큰 영광이고

Science
2024.07.05

최형진

서울대학교 자연과학대학 뇌인지과학과, 의과대학 의과학과/해부학교실

비만으로 인한 대사질환과 심뇌혈관질환은 현대 사회의 가장 중요한 보건적 문제 입니다. 식욕 조절에 대한 뇌과학 기전과 식욕억제제 개발에 대해 많은 연구가 진행되고 있습니다. 음식을 보고나 냄새 맡거나 맛을 보는 음식 인지만으로도 배부름이 유발되는 기전은곧 먹게 되는 것을 예측하여 미리 식욕을 억제하는 feed-forward preemptive 조절 기전으로 과도한 overshooting 과식을 막아주는 역할을 합니다.

Science
2024.06.28

하재선

서울대학교 의과대학

전세계 비만 인구가 10억명을 넘어선 것으로 조사되었고, 이는 전세계 80억 인구에서 8명중 한 명은 비만이라는 이야기입니다. 이토록 비만은 당뇨병 등 합병증을 일으킬 수 잇는 현대사회의 가장 큰 질환 중에 하나입니다. 한국뿐만 아니라 전세계적으로 특히 서양에서는 정말 심각한 문제로 대두되고 있는 요즘입니다.

Neuron
2024.05.07

최형진

서울대학교 자연과학대학 뇌인지과학과, 의과대학 의과학과/해부학교실

비만으로 인한 당뇨병 등 만성대사질환과 심뇌혈관질환은 현대 사회의 가장 흔한 사망원인입니다. 또한, 비만은 최근 몇 십년동안 급속도로 증가하고 있어 현대 가장 중요한 보건 문제입니다. 비만의 가장 중요한 발병 원인은 과도한 식욕에 의한 해로운 식습관입니다 식욕을 조절하는 뇌중추에 대한 여러 연구들 중에서 본 연구는 인간과 가장 유사한 원숭이에 대해 가측 시상하부 (lateral hypothalamus)의 신경을 화학유전체(chemogenetics) AAV 바이러스 방법으로 조절하여 식욕 조절을 입증한 논문입니다.

Neuron
2024.05.03

박경민

고려대학교 의과대학

본 논문은 ‘한국의 시궁쥐(Rattus norvegicus) 유래 E형 간염바이러스(Rocahepevirus ratti)의 첫 발견 및 특성화 연구’를 수행한 논문입니다. E형 간염바이러스(hepatitis E virus)는 사람에게 감염이 되어 발열, 피로, 식욕부진, 황달, 암갈색 소변 등의 증상을 보이며, 특히 임산부는 전격성 간염과 사망 등 중증 진행 위험이 높은 바이러스로 알려져 있습니다.

J. Med. Virol.
2024.01.25

홍주형

한양대학교

비만은 과도한 칼로리 섭취로 인해 지방 저장 및 에너지 비축의 주요 부위인 백색 지방세포에 지질이 축적되는 것을 특징으로 합니다. 현재 전 세계 인구의 39%인 약 31억 2천만 명이 비만으로 분류되고 있으며, 이로 인해 제2형 당뇨 및 비알콜성 지방간 등 대사질환의 환자 수가 급격히 증가했습니다. 이를 예방하고 치료하기위해 식욕을 감소시키는 등의 신약 개발이 되고 있으나

Adv. Mater.
2024.01.24

박석재

DGIST

최근 COVID-19 팬데믹 등과 함께 야식을 포함한 식습관이 서구화 또는 불규칙해지고 외부활동이 줄어드는 등 에너지 소비 활동량이 감소함에 따라 전세계적으로 비만과 제2형 당뇨 등 대사질환의 환자 수가 급격히 증가했으며, 사회적으로 꾸준히 이슈화되고 있습니다. 이를 예방하고 치료하기위해 식욕을 감소시키거나 에너지소비량을 증가시키려는 연구와 신약 개발이 되고 있으나 아직 불충분한 효능과 안정성때문에 새로운 후보 물질들을 발굴하고 병리학적 이해를 위한 구체적 메커니즘 등의 연구가 매우 절실한 실정입니다.

EMBO Mol. Med.
2023.11.28

김지원

서울아산병원

전 세계적으로 비만은 심각한 질환의 한 부분으로 점점 더 부각되고 있으며, 국내에서도 비만 환자가 지속적으로 증가하고 있습니다. 운동치료나 약물치료를 넘어 특히 수술적 치료를 요하는 고도비만 환자의 비율 또한 증가하고 있는 추세입니다. 그러나 이러한 수술적 치료는 환자의 장기에 해부학적 변형을 가져오며, 환자의 회복시간을 길게 가져올 수밖에 없습니다.

Biomaterials
2023.06.08

정종원

DGIST

항암화학요법(Chemotherapy)을 받는 암 환자는 식욕 부진, 체중 감소, 골격근 및 지방 조직의 고갈을 동반한 암 악액질(Cancer cachexia)로 인해 고통받습니다. 전체 암 환자의 50%가 암 악액질을 경험하고, 전체 암 환자 사망의 20% 이상이 암 악액질과 관련되어 있다고 알려졌지만, 전 세계적으로 암 악액질을 근본적으로 치료하는 허가 받은 치료제가 없어 대안으로 식욕 촉진제 등 보존 요법만 한정적으로 사용되고 있습니다.

J. Cachexia Sarcopenia Muscle
2023.04.19

이경민

농림축산검역본부

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 구제역(foot-and-mouth disease)은 우제류(소, 돼지, 염소, 사슴 등 발굽이 둘로 갈라진 동물)에 발병되는 바이러스성 질병입니다. 구제역바이러스(foot-and-mouth disease virus, Pirconaviridae family, Aphthovirus genus)는 감염동물의 코, 입, 발굽 등에 수포가 형성되고 발열, 설사, 식욕부진 등의 증상을 일으키는 RNA 바이러스입니다. 구제역 바이러스는 전염속도가 빠르며 공기 중으로도 전파가 가능합니다. 구제역 통제를 위하여, 이동제한, 살처분, 백신 접종 등을 이용합니다. 2010년 11월에 안동에서 발생된 구제역은 전국으로 확산되어 3조원에 육박하는 경제적 피해를 입혔습니다. 구제역의 심각성으로 인해 세계동물보건기구(WOAH)는 주요 가축전염병으로, 우리나라는 제1종 가축전염병으로 분류하여 국가 재난형 질병으로 관리하고 있습니다. 전세계적으로 구제역 백신을 사용하여 구제역을 예방하고 있으며, 우리나라 또한, 2011년 이후로 모든 소, 돼지에 구제역 백신을 접종하고 있습니다. 그러나, 백신의 방어효과를 발휘하기 위해서는 접종 후 일주일 이상의 시간이 필요하기 때문에 접종 초기 시기가 구제역 감염에 매우 취약한 시기입니다. 이를 극복하고자 구제역의 항바이러스제를 찾아내고, 백신과 병용하는 연구들이 진행되고 있습니다. 또한 백신접종 유전형이 발생 유전형에 적합해야 충분히 효과를 발휘할 수 있어 광범위한 항바이러스제의 필요성이 제시됩니다. 저희는 이번 연구를 통해 Human hepatitis C virus 등의 항바이러스제로 제시된 바 있는 Toll-like receptor 7 agonist 인 GS-9620의 구제역바이러스에 대한 증식 억제 효과를 확인하였습니다. 뿐만 아니라, 구제역 백신과 혼합하여 사용하였을 때 구제역바이러스에 대한 신속한 방어효과를 발휘함으로써 향후에 구제역 확산을 억제하는 물질로서 사용될 가능성을 제시하였습니다. 구제역이 Type I 인터페론에 매우 민감한 바이러스이기 때문에 GS-9620의 메커니즘이 증식억제에 효과적일 것이라고 예상하고 실험을 진행하였습니다. 돼지 세포에 적용된 적이 없어 효과가 나타나지 않을 가능성도 배제할 수 없었지만, 예상한 효과와 메커니즘을 확인할 수 있어 안심했던 기억이 납니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

Antiviral Res.
2022.12.20

김진욱

서울대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 본 논문은 class A GPCR에 속하는 Neuropeptide Y1 receptor (NPY1R)가 Neuropeptide Y (NPY)에 의해 활성화되는 기전을 극저온전자현미경 기법 (cryo-EM)을 통해 밝힌 연구입니다. NPY는 중추신경계에서 가장 abundant한 펩타이드 (36개 아미노산) 호르몬 중 하나로 알려져 있으며 식욕 조절, 스트레스 반응, 불안 등의 다양한 생리적 과정에 관여합니다. 가령 비만의 경우 NPY가 증가되어 있거나 스트레스성 알코올 의존을 보이는 초파리는 NPY homolog인 Neuropeptide F 수치가 낮아져 있고 이를 증가시키면 알코올 의존도가 떨어집니다. 이런 점에서 예로부터 NPY 신호전달을 연구하고 조율할 수 있는 방안을 찾아왔습니다. 이번 연구를 통해서 NPY 리간드의 작용을 분자수준에서 이해할 수 있게 되었고 비만이나 불안증과 관련 질환을 다루는데 도움이 될 것으로 기대가 됩니다. GPCR은 공통적으로 7개의 막관통 도메인을 가지는 특징으로 얼핏 보면 구조가 다 비슷해 보이지만 세포내/외 loop들의 길이도 다양하고 여기에 결합하는 리간드의 종류나 구조적 변화의 다양성이 아주 큽니다. 더욱이 정적인 구조분석을 넘어 동적 움직임에 대한 분석도 정교한 작용기전 모델링을 위해 필요합니다. GPCR이 워낙 다양한 생리학적 반응을 매개하고 질병과도 연관이 많아 제약 및 구조 분야에서도 활발한 연구가 이루어지고 있는데 기술의 발달과 축적된 지식으로 활성화 구조 규명의 경쟁이 점점 심해지고 있습니다. 많은 분야가 그러하듯이 2~3년 전만 하더라도 하나의 GPCR-G protein 복합체의 구조 규명만으로 높은 임팩트를 받은 반면 지금은 두 세 구조를 한번에 규명하거나, 다양한 state를 분리하거나 새로운 ligand를 개발하거나 등의 트랜드가 보여 항상 새로운 것에 도전하고 있습니다. 지난 LRP6-Sclerostin 복합체 X-ray 구조 연구를 마무리하면서 전반적인 cryo-EM 셋팅 중 연구실의 박채희 연구원님이 하시던 NPY1R-G-protein 복합체 단백질을 스크리닝하게 되었습니다. 약 10장 정도 micrograph를 얻었는데 2D-average에서 아주 희미하게 GPCR-G-protein complex의 형태가 보이는 것 같아 본격적으로 데이터 구조분석을 시작하게 되었습니다. 그 당시 국내 현미경 네트워크가 막 커지기 시작한 시기라 데이터 수집에 시간이 오래 걸렸고 Grid

Nat. Commun.
2022.03.28

박채희

서울대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 이번 논문은 Neuropeptide Y (NPY)와 NPY의 receptor subtype 중 하나인 NPY1R, 그리고 하위 신호전달을 매개하는 G-protein 과의 complex 구조를 규명하고, 구조를 바탕으로 한 NPY1R의 활성화기전을 다룬 논문입니다. NPY는 체내에서 식욕, 우울, 뼈 형성, 체온 조절 등 다양한 생리활동을 조절하고 있는 펩타이드입니다. 이름에서 알 수 있듯 뇌에서 주로 작용하지만 신체의 다른 조직에서도 작용하는데, 이러한 NPY에 의한 신호전달은 수용체인 NPYR에 의해 이루어집니다. NPYR은 class A G-protein coupled receptor에 속하는 막단백질로 Gi 또는 Go type의 G-protein을 통해 세포 내부로 신호를 전달합니다. NPY와 NPYR간의 interaction에 대해서는 Mutagenesis assay와 modeling등을 통해 연구가 되어왔지만 실제 결합 구조와 이 결합이 어떻게 NPYR을 활성화시켜 G-protein의 결합을 유도할 수 있는지에 대해서는 보고된 바가 없었습니다. 본 연구에서는 NPY-NPY1R-G-protein 복합체의 삼차원구조를 cryo-EM이라는 방법을 통해 규명하였습니다. 이 구조를 통해 NPY의 C말단이 NPY1R의 TM pocket에 결합하며, 특이하게도 N말단이 NPY1R 쪽으로 다시 접근하여 결합을 형성하고 있는 것을 확인하였습니다. 구조에서 확인되는 interaction들은 BRET 및 Ca2+ signaling assay와 같은 cell-based assay와 MD simulation을 통해 검증하였으며, 이 결과들을 종합하여 NPY1R의 활성화기전을 제시할 수 있었습니다. 이 결과는 추후 비만이나 우울증과 같은 NPY 관련 질병 등의 치료제로 활용될 수 있는 새로운 ligand 개발에 도움이 될 것으로 생각됩니다. 본 연구는 제가 실험실에 입학한 6개월차에 참여하게 된 프로젝트였습니다. 저희 실험실 강현욱 박사님이 진행하던 프로젝트였는데 그 당시에는 NPYR의 구조가 보고된 적이 없었기 때문에 박사님과 저는 NPY1R에 약간의 mutation을 더해 antagonist와 복합체를 만들어 X-ray crystallography 방법으로 삼차원구조를 규명하고자 하였습니다. 하지만 몇 개월 지나지 않아 2018년 4월 Nature지에 antagonist-bound NPY1R의 구조가 먼저 publish 되었습니다. 하필 저희가 design해서 한참 정제하고 있었던 NPY1R construct와 거의 같은 construct를 사용했다는 점이 정말 마음이 아픈 부분이었습니다.

Nat. Commun.
2022.03.18

이경실

서울대학교병원, ESTHER FORMULA | Medical Food R&D Center

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 제가 이번에 연구한 분야는 빅데이터 역학연구의 한 형태로 체성분의 변화와 심혈관질환 발생위험 관계를 본 연구였습니다. 비만은 어떤 질병과도 관련이 있는 주요 위험 인자로 증명되었습니다. 인구대상 연구에서 늘 정상체중군에 비해 비만군은 건강위해도가 높습니다. 그런데 역설적이게도 비만인 사람이 체중을 감량할 때는 실제 건강이득이 연구에 잘 드러나지 않아, 혹자들은 체중감량 하느라 고생할 필요가 없다고 이야기하는 근거로 삼기도 합니다. 하지만 체중감량의 효과가 대규모 코호트 연구에 잘 드러나지 못하는 것은 의도를 가지고 노력하여 체중감량을 한 것인지 아니면 어떤 이유로 저절로 체중감소가 일어난 것인지 구별하기 어렵기 때문입니다. 그래서 저희 연구팀은 선행연구에서 우리나라 인구집단 자료를 이용하여 개발한 체지방량과 제지방량(지방을 제외한 나머지 체성분무게)의 추정식을 활용하여 체중감소인지, 체중감량인지 구분해 보고자 하였습니다. 빅데이터 분석 분야는 데이터를 다루는 기술이 발달하면서 이제는 당연하고 기본적인 연구가 되어가는 것 같습니다. 또 다양한 형태의 데이터를 분석한 결과는 단순히 지적 호기심을 만족시키는 상태에 머무르지 않고, 산학협력의 근간이 되고, 또 정책 입안의 근거가 되기도 하여 그 활용이 무궁무진한 것 같습니다. 개인적으로는 비만환자를 볼 때 운동을 하면서 체중감량을 하라는 교육을 하곤 하는데, 엄밀히 말하면 체성분 변화에 따른 결과가 명백하게 검증된 것은 아니었습니다. 그런데 우리나라 20-30대 전수 데이터를 기존에 개발한 체성분 예측식을 이용하여 분석함으로써 근육량과 체지방량을 구분하여 심혈관질환에 미치는 영향을 보았고, 환자들에게 설명할 수 있는 아주 명확한 근거를 마련했다는 점에서 매우 보람을 느낍니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다. 저의 지도교수님은 서울대학교 의과대학 가정의학과 및 의과학과 박상민 교수님입니다. 연구실 이름은 Health System Data Science Lab(홈페이지: snuhsds.com )이고, 대규모 건강정보 자료와 데이터 과학 기술을 접목시켜 다양한 연구를 진행하는 곳입니다. 저를 포함한 연구실 학생들은 서로 상부상조하면서 데이터를 다루고 해석하는 훈련을 합니다.

J. Cachexia Sarcopenia Muscle
2022.03.08

주상현

KAIST

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 2015년 MTOR 체세포 돌연변이가 난치성 뇌전증을 유발하는 국소 피질 이형성증(focal cortical dysplasia II, FCD II)의 원인임이 밝혀졌습니다. 이번 연구는 FCD II 환자의 국소적인 대뇌 피질 이형성이 어떻게 뇌전증 발작을 유발하는지를 뉴런 네트워크 수준에서 설명하고자 하였습니다. 이 논문의 가장 중요한 발견 중 하나는 MTOR 체세포 돌연변이를 지닌 뉴런은 흥분성이 감소되어 있는 반면 그 뉴런 주변의 MTOR 체세포 돌연변이가 없는 뉴런의 흥분성이 증가해 있다는 것입니다. 그리고 두번째는 MTOR 체세포 돌연변이를 지닌 뉴런에서 과생산된 아데노신 키나아제 (adenosine kinase)에 의한 국소적인 아데노신 감소가 주변세포의 흥분성 증가에 기여한다는 것입니다. 저는 이 연구에서 패치클램프 방법을 이용하여 변이 MTOR 혹은 정상 MTOR 를 포함한 벡터를 삽입한 마우스의 대뇌피질에서 뉴런들의 흥분성을 비교하였습니다. 또한 일부 뉴런들의 흥분성 증가를 설명하기 위해 1) 흥분성/ 억제성 시냅스후전류(IPSC/EPSC)를 비교하였고 2) 아데노신 경로를 조절하는 약물을 처리한 후 뉴런들의 흥분성 변화를 확인했습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다. 제가 소속되어 있는 한국과학기술원 생명과학과 신경생리학 연구실 (Laboratory for Neurophysiology)은 손종우 교수님의 지도하에 에너지 항상성을 조절하는 중추신경계의 주요경로에서 이온 채널과 시냅스 연결의 역할을 규명하는 연구를 합니다. 에너지 항상성 유지에는 뇌하수체의 식욕조절, 중추 및 자율신경계에 의한 에너지 대사 조절이 포함되며, 이 분야의 신경 및 생리학 관련 질문에 답하기 위해 전기생리실험, 행동실험, 대사적 실험 등 다양한 방법으로 접근하고 있습니다. https://sites.google.com/site/sohnlab2014/home 3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람 MTOR L2427P 플라스미드가 삽입된 L2427P 뉴런은 플라스미드가 삽입되지 않은 L2427P nearby 뉴런에 비해 세포체의 부피가 8배가량 큽니다. L2427P 뉴런의 세포막이 넓고 약했기 때문에 패치클램프 과정에서 giga seal을 만들고 유지하는 것이 쉽지 않았습니다. 하지만 고현용 박사님의 도움으로 전기천공술(electroporation)을 받은

Ann. Neurol.
2021.07.16

유수연

서울대학교병원, Johns Hopkins University

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 Tanycytes는 잘 알려지지 않아 이름 조차 생소할 수 있지만 우리 뇌에 존재하는 신경아교세포 (neuroglia)의 일종입니다. 이 세포들은 뇌의 시상하부 (hypothalamus)에 소수로 존재하며 제3뇌실의 밑단 (mediobasal part)을 특이적으로 구성하고 뇌하수체 (pituitary gland)와의 연결 통로에서 중요한 역할이 예상되지만 그 주요 기능에 관한 연구는 아직 미미한 수준입니다. 우리 뇌의 뇌실(ventricle)을 일반적으로 감싸고 있는 뇌실막세포 (ependymal cell)와 결정적인 차이점은 뇌실로부터 시상하부의 유조직쪽으로 가늘고 길게 뻗은 돌기 (elongated basal process)입니다. 이러한 세포 구조는 발달 단계의 신경줄기세포(neural stem cell)인 방사신경아교세포 (radial glial cell)를 많이 닮아 있고 유전자 발현 특징 또한 유사하여 ‘성체에 잔존하는 신경줄기세포’로 여겨져 왔지만 이를 가시적으로 뚜렷이 증명하고 관련된 특징을 관찰한 이렇다 할 연구 결과가 없었습니다. 발달과정중에 신경줄기세포는 내재된 프로그램에 의해 신경세포(neurons)를 먼저 활발히 만들고 발달 후기에 신경아교세포(glial cells)를 만들어 공급함으로써 신경세포간의 연결을 기능적으로 완성시키며 발달과정을 끝내게 됩니다. 이번 연구는 이러한 ‘neurogenic-to-gliogenic’ 세포 운명 전환에 중요한 유전자인 NFI (Nuclear factor I)의 기능을 tanycytes에서 특이적으로 제거함으로써 이미 분화된 형태의 tanycytes를 발달 초기단계 신경줄기세포로 탈분화(dedifferentiation)시켜 신경세포생성(neurogenesis) 기능을 강력하게 부활시킨 마우스 모델을 개발한 내용입니다. 저는 이 생쥐 모델에서 형광 표지를 이용한 계통 추적 (lineage tracing), 단일 세포 전사체 프로파일링 (single-cell RNA sequencing), 전기생리학적 실험법 (electrophysiology)등을 이용하여 1) tanycytes가 시상하부의 성체 신경전구세포 (adult neural progenitor)임을 증명하고, 2) 신경세포로 분화하는 특정 tanycytes의 아류형(subtype)과 이들 세포에서 신경세포가 생성되는 분자적 기전을 규명하였으며 3) 온갖 다양한 종류의 시상하부 신경세포로의 분화가능성과 4) tanycytes 유래 신경세포의 전기생리학적 활성을 확인할 수 있었습니다. 성체

Sci. Adv.
2021.07.14

손조은

The Hospital for Sick Children, University of Toronto

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 우리 몸무게는 식사량에 의해 크게 결정이 되며, 식욕은 주로 뇌 안쪽에 위치하고 있는 작은 부위인 시상하부 (Hypothalamus) 세포들이 포만감을 조절하는 호르몬인 랩틴 (Leptin) 에 반응하여 조절됩니다. 이러한 조절 과정이 망가짐으로 인해 유발되는 과도한 식욕에 의해 식사량이 증가하게 되면 몸무게 증가에 따른 비만이 일어나게 됩니다. 시상하부 신경세포들은 주로 배아 (Embryo) 발달 단계에서 생성되지만, 태어난 이후 (Postnatal)에도 제한된 수준으로 계속 생성되며 식욕 및 에너지 대사에 긴밀하게 관여합니다. 하지만, 생후 신경세포 생성을 담당하는 신경 줄기세포 (Neural Stem Cells)의 존재 여부 및 그 과정을 담당하는 조절자에 대해서는 아직까지 잘 알려져 있지 않았습니다. 따라서 저는 이번 연구에서 생쥐 유전학, 형광 표지를 활용한 세포 계통 추적 (Lineage tracing), 단일세포 전사체 탐색법 (Single-cell sequencing) 및 생물정보학 분석 등을 활용하여 i) 시상하부 신경세포 생성에 기여하는 새로운 유형의 신경줄기세포 (Radial-glia like Neural Stem Cells; RG-like NSCs)를 발견하였고, ii) 비만유전자 Irx3와 Irx5가 이 줄기세포에서 발현됨을 확인 하였으며, iii) Irx3와 Irx5의 발현양에 의해 시상하부 랩틴 반응 및 식사량이 조절되며 iv) RG-like NSCs에서의 Irx3와 Irx5의 발현양이 생후 시상하부 신경세포 생성을 조절한다는 것을 규명하였습니다. IRX3와 IRX5는 저희 연구팀에서 2014년에 Nature 및 The New England Journal of Medicine지에 발표한 인간 비만유전자로, 인간 비만 유발에 가장 강력한 영향을 미치는 유전 인자 중 하나로 알려져 있는 FTO 돌연변이의 실제 Effector입니다. 하지만 IRX3와 IRX5가 어떻게 비만을 조절하는지, 특히 식욕 조절 기전에 대해서는 확실하게 밝혀진 바가 없었습니다. 따라서 이번 연구결과는 임상적인 측면에서도 큰 의미가 있다고 볼 수 있습니다. 모든 연구 논문들이 어려움이 있었지만, 이번 연구 논문은 실험 단계에서도 5년이 넘는 시간이 걸렸고, 리비전 단계에서도 논문을 2개로 나누라는 리뷰어의 의견에 의해 내용을 보충하고 재투고 끝에 어렵게 출판될 수 있었습니다. 당시에는 빨리 논문을 내고 싶은 마음에 다른 저널에 제출할까도 고민했지만,

Nat Metab.
2021.06.07

염은별

한국생명공학연구원, 고려대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 암 악액질 증후군 (cancer cachexia-anorexia)은 지속적인 섭식장애 및 체중감소를 특징으로 하는 암에 의한 대표적인 이차질환으로 근육 및 지방분해의 증가로 인한 근육과 지방조직의 감소, 영양학적 대사 불균형 등을 초래하는 질환입니다. 특히, 암 환자에서 나타나는 심각한 섭식장애는 항암치료 및 암 환자 생존율에 악영향을 미치는 대표적인 악액질 증상으로 알려져 있습니다. 암 악액질의 병인 기전으로는 현재까지 암 조직 및 종양에 의해서 과도하게 증가되는 염증성 싸이토카인 (inflammatory cytokine)에 의한 정상 조직의 기능 저하가 주요한 원인으로 알려져 있지만, 암 악액질에 동반되는 섭식장애에 대한 발생 기전이 충분히 이해되고 있지 못하여 병인기전이나 진단을 위한 기준이 제시되고 있지 못한 실정입니다. 이번 연구에서는 초파리 암 모델을 이용하여 암 조직에서 유의적으로 Dilp8 (Drosophila insulin like peptide 8) 의 발현 및 분비가 증가됨을 확인하였으며, 암 조직에서 유래된 Dilp8은 뇌신경계에 존재하는 Lgr3 (Leucine-rich repeat G protein coupled receptor 3) 수용체에 결합하여 섭식행동을 조절하는 신경호르몬들의 발현을 조절하여 암 모델에서 나타나는 먹이 섭취량 감소의 원인으로 작용하는 것을 확인하였습니다. 암 모델의 섭식장애 유도 기전을 대표적인 포유류 동물 모델인 마우스(mouse)에서도 검증하였고, 실제 암환자의 혈액샘플에서도 포유류의 Dilp8 상동인자인 INSL3의 분비가 증가됨을 확인함으로써 암 악액질에 의해 동반되는 섭식장애의 병인 기전을 규명하였습니다. 기존 암 조직에서 특이적으로 증가한다고 알려진 Dilp8 (포유류 INSL3), Upd2 (포유류 IL-6), ImpL2 (포유류 IGFBP) 중에서, 암 모델에서 유의적으로 나타나는 섭식 억제 효과가 Dilp8의 발현을 억제할 때 회복되는 것으로 확인되어 Dilp8이 암환자에서 나타나는 섭식장애와 연관되어 있음을 예상할 수 있었으며, 일련의 유전학적 연구를 통해서 암 조직 유래 Dilp8이 섭식장애를 일으키는 중요한 물질이라는 것을 발견할 수 있었습니다. 이를 바탕으로 마우스 암 모델 검증을 통해 포유류에 존재하는 INSL3가 초파리의 Dilp8과 유사하게 암세포에서 분비되어 섭식장애를 유도 할 수 있음을 확인하였습니다. 또한, 암 악액질이

Nat. Cell Biol.
2021.02.19

강성수

Emory University

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 굳이 통계자료와 숫자들의 보고서를 인용하지 않아도 고령화 사회의 진입으로 인한 퇴행성 뇌질환 특히 치매로 인한 사회적 경제적 부담이 점점 더 커지고 있다는 사실을 잘 아시리라 생각합니다. 이 문제가 얼마나 심각하고 현재의 연구들과 연구 지원들이 결코 충분하지 않다는 사실을 많은 분들께서 인지 하셔서 우리나라도 이 분야의 연구의 중요성에 대해 더 폭 넓은 사회적인 공감대가 형성이 되고 더 많은 연구 지원이 이뤄지기를 바랍니다. 이번에 출판한 논문은 이 전에 출판된 EMBO J. 2018, 37(12) 의 후속 연구 인데 이 전의 논문이 한빛사에 소개되지 못해서 이 논문도 같이 소개할 마음으로 인터뷰에 응하게 되었습니다. 아시다시피 대부분의 퇴행성 뇌 질환은 발병 기전에 있어서 많은 부분 특정 단백질의 변성과 응집에 기인하고 있습니다. EMBO J. 의 연구는 Parkinson's disease (PD) 의 대표적인 병리학적 표지인 Lewy body 의 원인 단백질인 alpha-synuclein 이 뇌 안의 거의 모든 부분에 발현이 됨에도 불구하고 왜 뇌흑질, Substantia nigra (SN), 의 dopaminergic cell 에만 특이적으로 독성을 보이는지에 대한 의문에서 출발하였습니다. 이 연구는 Dopamine 이나 MPTP 의 특이적인 독성의 원인인 dopamine transporter 가 아닌 dopamine metabolites 에 집중을 하여 진행되었습니다. Dopamine metabolites 중에 dopamine 분해효소인 MAO-B (monoamine oxidase-B) 에 의해 생성되는 DOPAL (3,4-dihydroxyphenylacetaldehyde) 이란 물질이 세포내 독성을 보이고 PD 환자의 SN 에서 MAO-B 의 활성이 증가 된다는 사실이 보고 되었습니다. 결론적으로 이 연구를 통해 SN 의 dopaminergic cell 에서 MAO-B 로 인해 생성된 DOPAL 이 alpha-synuclein 의 단백질 응집을 일으키고 SN 의 neurodegeneration 과 PD 발병의 원인이 될 수 있다는 사실을 보고 하였습니다. PD 와 AD (Alzheimer's disease) 는 병리학적 기전과 특징에 있어서 많은 부분 공통점을 가지고 있습니다. PD 는 alpha-synuclein 에 의해 Lewy body 가 형성이 되고 AD 는 tau 와 beta-amyloid 에 의해 neurofibrillary tangle 과 amyloid plaques 가 생성이 되지만, 이 응집 단백질들은 많은 부분에서 서로 중복되어 나타나기도 합니다. PD 의 SN 에서 MAO-B 와 DOPAL

J. Clin. Invest.
2019.12.11

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