퇴화된 흔적기관으로 간주되다 세포 안팎을 매개하는 ‘세포의 안테나’로 다시 주목받고 있는 일차섬모(primary cilia)가 에너지대사와 뼈 항상성 조절에 동시 관여할 수 있다는 새로운 연구결과가 나왔다.

한국연구재단은 연세대학교 치과대학 김기우 교수 연구팀이 뇌 신경세포에 존재하는 일차섬모가 에너지 대사와 뼈 항상성 조절에 관여하는 중요한 세포소기관이라는 사실을 규명했다고 지난 22일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 6일 국제 학술지 ‘저널 오브 크리니컬 인베스티게이션’(Journal of Clinical Investigation) 온라인으로 게재됐다.

연구팀에 따르면 일차섬모는 코점막이나 폐표면, 난관 등에 있는 운동성 섬모와 달리 운동성이 없는 미세소관으로, 감각기관에서 다양한 감각을 전달하기 위한 수용체로 알려졌다. 그러나 이번 연구를 통해 중추신경계를 통한 에너지대사와 골밀도의 조절 가능성을 제시, 비만이나 당뇨 등 대사질환과 동반되는 골질환을 표적으로 하는 약물개발의 단서가 될 것이라는 전망이다.

연구팀은 먼저 선행 연구를 통해 뇌 시상하부에 존재하는 특정 신경세포 ‘SF-1’이 에너지 대사에 중요한 기능을 하며, 이 신경세포 표면에 유난히 긴 일차섬모가 존재한다는 사실을 알아냈다.

이후 연구팀은 이 신경세포에서만 일차섬모가 만들어지지 않는 결손 생쥐모델을 만든 뒤 관찰한 결과 해당 생쥐에게서 심한 비만이 나타났다. 대사 분석 결과 생쥐의 몸무게가 증가한 것은 산소 소비량이 줄고 에너지 소비 결함이 생기는 등 에너지 대사가 떨어졌기 때문으로 나타났다.

연구팀은 “일차섬모 결손이 교감신경 활성을 떨어뜨려 식욕 억제 호르몬에 대한 민감성을 잃게 만든 것이 결과적으로 과다섭취로 이어진 것”이라며 “이밖에도 일차섬모 결손 생쥐에서는 골밀도가 증가한 모습이 관찰됐다. 뼈를 파괴하는 파골세포는 줄어든 반면, 뼈 형성 속도가 빨라지는 등 골 대사의 균형에 문제가 생긴 것으로 확인됐다”고 설명했다.

연구팀은 교감신경활성에 관여하는 일차섬모가 에너지대사와 뼈항상성 유지에 필수적이라는 이번 결과를 토대로 일차섬모의 활성‧길이유지에 관여하는 요인에 대한 후속 연구를 계획 중에 있다.