▲유해환경 반응 생체 스트레스에 의한 내장지방 유입 모식도다양한 환경오염인자에 대해 인체세포는 리보솜 등을 통해 스트레스를 감지하고 대응하지만, 이들의 교란(리보솜 독성 스트레스반응)은 장내에서 과도한 지방 유입을 유발하게 되고 만성적인 염증과 대사증후군의 원인으로 작용하는 경로를 제시함. ⓒ 한국연구재단 제공
환경오염에 대응하는 인체의 스트레스가 내장비만을 촉진하고 심혈관 건강에 영향을 미치는 원인으로 작용한다는 것이 최초로 규명됐다.
한국연구재단(NRF, 이사장 이광복)은 29일 "부산대학교 문유석 교수 연구팀이 환경오염 노출에 대한 생체 스트레스 반응을 분석하고 내장조직에 지방이 유입·축적되는 원리를 제시했다"면서 "연구팀은 다양한 환경오염 인자에 노출된 인체세포는 세포 소기관인 리보솜 등을 통해 스트레스를 감지하고 대응하지만, 리보솜의 독성 스트레스 반응은 장내에서 과도한 지방유입을 유발하여 만성적인 염증과 대사증후군의 원인으로 작용함을 최초로 규명했다"고 밝혔다.
한국연구재단은 이번 연구 배경에 대해 최근 기후변화 및 생태계 파괴 등 다양한 환경유해인자가 심혈관계 질환에 미치는 영향력이 큰 것으로 보고되고 있지만, 아직까지 관련 기전은 규명되지 못한 상황이라고 짚었다.
또한 우리 인체 점막은 미세먼지, 플라스틱, 독소, 항생제, 화학첨가제 등 자연발생적 또는 인위적으로 만들어진 수많은 화합물에 노출되고 있는 상황이란 것. 무엇보다 일상생활을 통해 접하는 이들 화합물과 심혈관계 질환과의 연계성은 일부 연구를 통해 상관성이 보고된 바 있지만, 인과관계 및 그 과정을 설명하는 기전은 밝혀지지 않아 이에 대한 통합적 분석과 예측이 필요한 상황이었다고 설명했다.
이에 연구팀은 환경인자에 반응하는 '소화기 스트레스 질환'으로서의 염증성 장질환 환자 데이터를 기반으로 스트레스 유전자군의 변화를 예측하고, 환자들의 장상피조직과 장간막에 지방이 과도하게 유입되는 현상이 리보솜 스트레스 반응과 연관됨을 단세포 분석을 통해 실험적으로 확인했다.
특히 연구팀은 실험동물 및 오가노이드 모델 분석 결과, 리보솜 스트레스 반응이 지질인자의 비정상적 구성을 야기하며, 저밀도콜레스테롤 수용체 등을 통해 장 및 장간막으로 혈중 콜레스테롤의 선택적 유입을 유발하는 것을 규명했다.
나아가 연구팀은 궁극적으로 인체가 환경 스트레스 유해인자에 장기간 노출되면 내장지방 축적과 만성 염증이 동반되면서 심혈관계 질환의 매우 중요한 위험 인자로 작용하는 장-심혈관 연계를 제시했다.
문유석 교수는 "이번 연구는 환경 스트레스와 연관하여 심혈관계 질환 위험인자 중 내장지방의 축적 과정을 장질환 환자 데이터를 통해 예측하고 실험적으로 증명함으로써 장이 심혈관계 질환의 중요한 시발점이 될 수 있음을 예측한 데 의의가 있다"면서 "향후 소화기 조절을 기반으로 한 새로운 심혈관계 질환 예방 치료 전략을 수립하는 기초자료로 이용될 것으로 기대된다"고 말했다.
한편, 이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 지역대학우수과학자 지원사업 및 창의도전 연구자 지원사업으로 수행됐으며, 연구 결과는 국제학술지 <테라노틱스(Theranotics)>에 지난 20일 게재됐다.