| ### 뼈세포, 비만ㆍ2형 당뇨병의 주요 결정 요인--컬럼비아대학 메디컬센터 연구진, 연구 결과 발표
뼈는 일반적으로 석회화된 불활성 구조물로만 알려져 있었다. 그러나 컬럼비아대학 메디컬센터의 연구진은 뼈가 내분비기관으로서 당(糖)대사와 체중을 조절하며, 2형 당뇨병의 주요 결정요인임을 처음으로 입증했다.
연구진은 Cell誌 8월 10일자에 발표된 논문에서, 뼈세포가 오스테오칼신(osteocalcin)이라는 호르몬을 분비한다고 밝혔다.
오스테오칼신은 본래 비타민K 의존성 칼슘결합 단백질(Vitamin K-dependent calcium-binding protein)로서 골모세포(osteoblast)에서 합성되며, 주로 뼈에서 발견된다. 골형성 과정에서 오스테오칼신은 뼈의 기질에 통합되며, 일부는 혈류 중으로 유리된다. 따라서 혈중 오스테오칼신 농도는 골대사의 과정을 나타내는 비침습적 특이지표로 사용되어 왔다. **1,25(OH)2D3나 calcitriol 같은 활성형 비타민 D에 의해 생산이 조절됨.오스테오칼신(osteocalcin)은 뼈모세포(조골세포, osteoblast: 뼈를 형성하는 세포)에 의해 합성되는 단백질이다. 뼈모세포(조골세포)에 의한 오스테오칼신의 합성은 비타민 D의 활성 형태인 1,25(OH)2D3나 칼시트리올(calcitriol)에 의해서 조절된다. 오스테오칼신이 무기질을 형성하기 위해서는 3개의 글루탐산 잔여물의 비타민 K 의존성 감마-카르복실화를 필요로 한다. 오스테오칼신의 기능은 불분명하지만 뼈의 무기질화와 관련이 있는 것으로 생각된다. 기질 감마-카르복시글루탐산 단백질(Matrix Gla protein, MGP)은 뼈, 연골, 혈관을 포함한 연조직(soft tissue)에서 발견되었다. 동물 연구 결과에서는 MGP가 정상적인 뼈 성장과 발생을 촉진시키는 반면 연조직과 연골에서는 석회화를 막는다고 주장하였다.
연구진에 의하면, 오스테오칼신은 이제까지 알려지지 않은 시너지 메커니즘을 통하여 혈당과 지방축적을 조절한다고 한다.
인슐린분비의 증가는 인슐린감수성의 감소를 수반하는 것이 보통이다. 그러나 오스테오칼신은 인슐린분비세포의 수를 증가시키고 지방의 저장량을 감소시킴은 물론, 인슐린의 분비와 인슐린감수성 모두를 증가시킨다.
연구진은 이번 연구에서, 마우스를 대상으로 한 시험을 통하여 오스테오칼신의 활성증가가 2형 당뇨병의 발병과 비만을 예방한다는 사실을 입증했다.
이는 2형 당뇨의 새로운 예방 및 치료법을 개발하기 위한 첫 걸음을 내디딘 것으로 평가된다.
연구진은 “뼈가 이제까지 알려지지 않은 전혀 새로운 방식으로 혈당을 조절한다는 것은 뼈에 대한 기존의 개념을 완전히 변화시키는 것이며, 에너지대사의 중대한 측면을 부각시킴으로써 내분비학의 새 장을 여는 것”이라고 말했다.
연구진은 Cell誌 2000년 1월호에 발표된 선행연구에서, 지방세포에서 분비되는 렙틴(leptin)이 뼈에 작용하여 골질량(bone mass)을 조절한다고 보고한 바 있다.
연구진은 한 걸음 더 나아가, 뼈가 지방세포와 커뮤니케이션을 할 것이라고 추론하고, 골모세포(osteoblast)로부터 지방세포에 보내지는 신호전달 분자를 찾아 왔다.
그 결과, 연구진은 골모세포에서만 생성되는 오스테오칼신이 단순한 구조단백질이 아니라 호르몬이기도 하며, 이제껏 예상되지 않았던 중요한 기능을 발휘한다는 사실을 밝혀냈다.
즉, 오스테오칼신은 췌장의 베타세포로 하여금 보다 많은 인슐린을 생성하도록 자극하는 동시에, 지방세포로 하여금 아디포넥틴(adiponectin)을 분비하게 하여 인슐린 감수성을 개선시킨다는 것이다.
임상연구자들은 “2형 당뇨 환자는 오스테오칼신의 혈중농도가 낮지만 혈당조절이 이루어진 다음에는 오스테오칼신의 농도가 정상화되었다”는 관찰결과를 보고해 왔는데, 이를 근거로 오스테오칼신의 활성을 변화시키는 것이 당뇨병의 효과적인 치료법이 될 수 있다는 가설이 제기돼 왔다. 이번에 컬럼비아대 연구진은 동물실험을 통하여 이 가설을 지지하는 결과를 이끌어 내는 개가를 올렸다.
연구진에 의하면, 오스테오칼신의 활성이 높은 마우스는 고지방식을 섭취하더라도 체중이 증가하거나 당뇨병이 발병하지 않았다고 한다. 그러나 오스테오칼신이 결핍된 마우스의 경우 2형당뇨가 발병하고 지방축적량이 증가했으며, 인슐린과 아디포넥틴의 발현이 감소하고 베타세포의 증식이 감소했다고 한다.
이번 연구는 하나의 호르몬이 인슐린분비와 인슐린감수성을 조절하는 데 있어서 시너지작용을 하며, 이 시너지 신호가 뼈로부터 나온다는 것을 처음으로 밝혔다는 데 의의가 있다.
더욱이 오스테오칼신은 베타세포의 인슐린 생성을 증강시키는 것으로 밝혀졌는데, 이는 당뇨병치료의 최선의 전략 중 하나로 간주되고 있음에도 불구하고 현재의 치료법이 해결하지 못하고 있는 난제(難題)였다.
연구진은 향후 인간을 대상으로 하여, 오스테오칼신의 혈당조절 기능을 검증하고, 오스테오칼신과 2형 당뇨, 비만 간의 관계에 대한 연구를 진행할 예정이다.
*** 비타민 K site-copy : http://blog.daum.net/bezzang2/15856700 osteocalcin http://blog.daum.net/bezzang2/13207277 아마씨유-오스테오칼신 http://blog.daum.net/hnfmall/386 |
제 목 : 비타민K 의존성 오스테오칼신의 효과
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