부처연구성과
땅콩껍질로 비만 합병증을 막아내다
- 등록일2015-01-20
- 조회수4580
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성과명
땅콩껍질로 비만 합병증을 막아내다
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연구자명
최명숙, 권은영
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연구기관
경북대학교 식품영양유전체연구센터
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사업명
선도연구센터지원사업, 바이오·의료기술개발사업
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지원기관
미래창조과학부
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보도자료발간일
2015-01-20
- 원문링크
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키워드
#비만 합병증 #땅콩 껍질
- 첨부파일
150120 조간 (보도) 땅콩껍질로 비만 합병증을 막아내다.hwp
핵심내용
□ 국내 연구진이 땅콩껍질에 많이 함유된 천연물 소재의 플라보노이드 루테올린*이 비만, 지방간, 인슐린 저항성** 등과 같은 비만 합병증을 효과적으로 막을 수 있음을 밝혀 대사증후군을 개선하는 방식의 비만 치료제 개발의 단초를 열었다.
* 플라보노이드 루테올린 : 야채, 과일, 파슬리, 페퍼민트, 샐러리와 같은 허브과 식물에 많이 존재하고, 특히 땅콩껍질에 풍부하게 함유되어 있음. 지금까지 항암과 항염증에는 효능이 있는 것으로 알려졌지만, 항비만과 대사성증후군과 관련되어 있음은 규명되지 못함
** 인슐린 저항성: 혈당을 낮추는 인슐린의 기능이 떨어져 세포가 포도당을 효과적으로 연소하지 못해 조직세포가 이를 효과적으로 사용하지 못하는 상태를 말함
o 경북대 최명숙 교수가 주도하고 권은영 박사(제1저자)가 참여한 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 선도연구센터지원사업(식품영양유전체연구센터)과 바이오·의료기술개발사업(유전자동의보감사업단)의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 내분비학 및 대사분야의 권위지인 다이아비티스(Diabetes) 온라인판(12월 18일자)에 게재되었다.
* 논문명: Luteolin attenuates hepatic steatosis and insulin resistance through the interplay between the liver
and adipose tissue in diet-induced obese mice
□ 지방세포에서 지방분화를 담당하는 단백질인 피피에이알 감마*는 당뇨병 치료제 타깃 마커로 사용되고 있다.
* 피피에이알 감마(PPARγ): 핵수용체의 일종으로 리간드(ligand)가 결합하여 활성화됨. 인슐린 저항성 완화, 지방세포 형성 및 분화 작용을 하는 것으로 알려짐
o 그러나 피피에이알 감마가 과다 발현되면 비만 및 지방간과 같은 부작용을 유도한다.
□ 연구팀이 플라보노이드 루테올린을 비만 쥐에게 투여하자, 체중 감소뿐만 아니라 지방간과 인슐린 저항성 개선에 탁월한 효과가 있었다. 루테올린이 피피에이알 감마의 발현을 조절하여 대사증후군을 개선하였다는 사실을 밝혀낸 것이다.
o 루테올린은 지방조직에서 피피에이알 감마를 증가시켜 인슐린 저항성을 개선시킴과 동시에 체지방을 줄였고, 간조직에서는 이를 감소시켜 지방간 개선을 가져왔다.
o 특히 동물실험 결과, 루테올린은 특이한 독성과 부작용을 일으키지 않아 향후 새로운 형태의 당뇨예방과 체중조절 건강기능 식품으로 개발될 가능성이 높을 것으로 기대된다.
□ 최명숙 교수는 “플라보노이드 루테올린은 피피에이알 감마의 활성을 조절하는 항 당뇨 치료제(티아졸리딘디온* 계열)의 부작용인 비만과 지방간을 극복할 수 있는 새로운 치료제 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.
* 티아졸리딘디온(Thiazolidinedione,TZD): 말초의 지방세포 및 근육세포의 핵 안으로 침투해 PPAR-γ(감마)수용체와 결합함으로써 포도당 이용을 증가시켜 혈당을 감소시킴
상세내용
연구결과 개요
1. 연구배경
비만은 과도한 지방축적에 의해 나타나는 현상이며, 지방과다증, 이상지질혈증, 인슐린저항성 및 지방간과 같은 대사증후군과 밀접한 관련성이 있다. 플라보노이드 루테올린은 야채, 과일, 파슬리, 타임, 페퍼민트, 샐러리와 같은 허브과 식물에 많이 존재한다. 또한 부가식부 부분인 땅콩껍질에 가장 풍부하게 함유되어 있다. 루테올린은 NF-κB(nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cell) 활성을 저해함으로써 항암, 항염증과 같은 다양한 효능을 나타낸다. 그러나 루테올린의 항비만 및 대사성증후군과 관련된 구체적인 분자기전은 아직까지 규명되지 않았다.
체내에는 PPARγ(피피에이알 감마)라는 전사인자가 존재하는데, 지방조직에 가장 풍부하게 있으며, 간조직 및 근육조직에도 존재한다. PPARγ는 지방세포 분화, 지방 대사 및 당 대사를 조절하는 핵심 전사인자이며, 당 대사 이용을 활성화시켜 혈당을 떨어뜨리는 기능으로 인해 thiazolidinedione(TZD) 계열 항 당뇨 치료제와 같은 약물의 주된 타깃 마커로 이용되고 있다. 하지만 PPARγ의 높은 발현은 비만 및 지방간과 같은 부작용을 나타내므로 그 사용이 줄어들고 있는 실정이다.
본 연구진은 식이비만 유도 마우스에서 루테올린의 대사적 조절기전을 규명하고, 특히 비만과 관련된 지방간, 인슐린저항성을 개선시키는 효능에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 그 결과 루테올린은 조직특이적으로 PPARγ의 발현을 조절함으로써 인슐린저항성을 개선할 뿐만 아니라 비만, 지방간을 개선시킨다는 새로운 사실을 밝혀내었다.
2. 연구내용
본 연구진은 식이유도 비만 마우스에서 플라보노이드 루테올린을 급여한 결과 체중감량 효능과 더불어 인슐린 저항성 및 지방간 개선효과가 탁월한 것으로 나타났다. 실험 마우스에게 약 16주 동안 0.005%의 루테올린을 고지방 사료와 함께 급여한 결과 루테올린을 섭취한 마우스가 그렇지 않은 마우스보다 체중이 약 16%, 전체 지방량이 약 31% 감소하였고 지방간 및 내당능 장애도 약 15% 정도 개선된 것으로 확인되었다.
본 연구진이 밝혀낸 루테올린의 대사적 분자기전은 조직특이적으로 PPARγ의 발현을 조절한다는 것이다. 루테올린은 지방조직에서 PPARγ의 발현을 증가시켜 지방세포 내부로의 포도당 및 지방산 유입을 증가시켜 혈당감소 및 인슐린 저항성을 개선시켰다. 이와 동시에 지방구(lipid droplet)가 형성되기 전에 지방산 산화 및 TCA 회로(tricarboxylic acid cycle)를 활성화시킴으로써 체지방을 감소시켰다. 간 조직에서는 지방조직에서와 달리 루테올린은 PPARγ의 발현을 감소시킴으로써 지방간을 개선시켰다.
기존 PPARγ을 타깃으로 하는 TZD 계열 항 당뇨 치료제는 체중 증가, 지방간 더 나아가서는 심장마비와 같은 부작용을 나타내고 있지만, 플라보노이드 루테올린은 조직특이적으로 PPARγ의 발현을 조절함으로써 부작용 없이 비만, 인슐린저항성 및 지방간과 같은 대사증후군을 개선시키는 결과를 확인하였다.
결론적으로, 이번 연구에서는 고지방 식이를 지속할 경우 활성화되는 중성지방 합성 경로에서 지방조직과 간조직간의 상호 시스널링이 크게 작용하고, 바로 그 중심에 PPARγ가 존재한다는 사실을 밝혔으며, 플라보노이드 루테올린은 조직특이적으로 PPARγ의 발현을 조절한다는 사실을 입증하였다.
3. 기대효과
이번 연구성과를 계기로 루테올린은 인슐린저항성 및 지방간을 억제할 수 있는 새로운 유효소재가 될 것이며, 간의 기능과 체내 대사를 정상으로 유지시키면서 과도한 지방의 축적을 억제할 수 있게 될 것으로 기대한다.
특히, 실험결과 루테올린은 특이한 독성 및 부작용이 발견되지 않아 향후 새로운 형태의 당뇨예방 및 체중조절 건강기능 식품으로 개발 가능성이 높을 것으로 기대되며, 루테올린이 많이 함유된 땅콩껍질은 비가식부로서 이를 이용한 루테올린 추출기술이 확보된다면 저비용으로 건강기능 식품 개발이 가능할 것으로 기대된다.
더 나아가 플라보노이드 루테올린을 이용하면 TZD 약물에 의한 항당뇨 효과 이외의 부작용들을 극복할 새로운 항 당뇨 및 항 대사증후군 치료제를 개발하는데 중요한 기틀을 마련해 줄 것으로 기대된다.
연 구 결 과 문 답
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이번 성과 뭐가 다른가 |
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플라보노이드 루테올린이 인슐린 저항성 및 대사증후군을 제어할 수 있는 소재로서의 가능성과 이와 관련된 새로운 분자기전을 규명 |
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어디에 쓸 수 있나 |
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기존 PPARγ를 타깃으로 하는 항 당뇨치료제가 가지고 있는 여러 부작용을 지니지 않는 보다 안전한 대사질환 치료 및 보충제 개발 연구의 기초자료로 활용될 수 있음 |
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실용화까지 필요한 시간은 |
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루테올린의 생체안전성을 검증하는 임상실험 및 천연물로부터의 루테올린 추출기술을 확보하기까지는 적어도 5년 이상 소요됨 |
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실용화를 위한 과제는 |
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비가식부 부분인 땅콩껍질로부터 루테올린을 추출하기 위한 조건 설정 및 인체시험을 통한 안정성 검증 과제가 시급함 |
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연구를 시작한 계기는 |
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현재 당뇨병 및 여러 가지 대사질환을 개선하는 천연물은 많지만 이에 대한 자세한 분자기전이 규명되지 않았음. 따라서 대사증후군 개선 가능성이 있는 신규 소재를 찾고 그 조절기전을 규명하는 것이 중요할 것으로 판단하였음. |
...................(계속)
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