뇌 속 CRTC1, 사춘기 시점과 체중 조절에 영향 미쳐… 쥐 실험으로 밝혀져¶
원제목: OR13-05 Neuronal CRTC1 modulates pubertal timing and body weight in mice
핵심 요약
- 뇌 신경세포에서 CRTC1 단백질이 사춘기 발현 시점과 번식 활동에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.
- CRTC1 유전자를 제거한 실험용 쥐는 암컷의 경우 사춘기 시작이 다소 지연되는 경향을 보였습니다.
- CRTC1 유전자 결핍 쥐는 암수 모두 정상 쥐보다 체중과 체지방량이 유의미하게 증가하는 것으로 확인되었습니다.
상세 내용¶
본 연구는 뇌에서 렙틴 수용체 신호 전달 경로의 역할을 규명하기 위해 수행되었습니다. 특히 렙틴 수용체가 사용하는 여러 세포 내 신호 전달 경로 중 CREB-regulated transcription coactivator 1 (CRTC1), extracellular signal-regulated kinase 2 (ERK2/MAPK1), 그리고 mammalian target of rapamycin (mTOR) 세 가지 분자에 초점을 맞추었습니다. 연구팀은 Cre-loxP 유전자 조작 기술을 이용하여 CAM kinase II alpha를 발현하는 뇌 신경세포에서 이 세 가지 분자의 기능을 선택적으로 제거한 실험용 쥐를 제작했습니다. 이후 이들 유전자 결핍 쥐와 정상 대조군의 사춘기 발현, 번식 활동, 그리고 대사 기능을 비교 분석했습니다. 결과적으로 CRTC1 유전자를 제거한 암컷 쥐의 경우, 질 개방 시기가 약 1일 지연되었고 첫 발정 주기 시작도 늦어졌습니다. 또한, 이들 쥐의 발정 주기 길이가 정상 쥐보다 거의 두 배 가량 길어지는 현상이 관찰되었습니다. 흥미롭게도 수컷 쥐에서는 사춘기 시작 시점에 유의미한 차이가 나타나지 않았습니다. 하지만 CRTC1 유전자가 결핍된 암수 쥐 모두 생식 능력 자체에는 문제가 없었음에도 불구하고, 생후 4주에서 10주 사이의 기간 동안 정상 쥐에 비해 체중이 상당히 증가하는 것을 확인했습니다. 더 나아가 체지방량 역시 유의미하게 증가한 것으로 나타났습니다. 반면, ERK2 또는 mTOR 유전자를 제거한 쥐에서는 번식이나 대사 기능 측면에서 정상 쥐와 비교했을 때 특별한 결핍 증상이 관찰되지 않았습니다. 이러한 데이터는 CRTC1 단백질이 뇌 신경세포 내에서 사춘기 시점과 암컷 쥐의 번식 활동에 영향을 미치며, 또한 성별에 관계없이 체지방량 조절에도 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다. 특히, CRTC1이 키스펩틴(kisspeptin)이라는 신경전달물질의 유전자 발현을 촉진한다는 이전 연구 결과가 존재하므로, CRTC1 결핍으로 인한 번식 관련 결핍은 이 키스펩틴과의 연관성을 통해 설명될 수 있을 것으로 보입니다. 현재 연구팀은 이 메커니즘에 대해 더 깊이 조사하고 있습니다.
편집자 노트¶
이번 연구는 쥐를 대상으로 한 실험을 통해 뇌 속 특정 단백질인 CRTC1이 사춘기 시점과 체중 조절에 중요한 역할을 한다는 점을 밝혔다는 점에서 주목할 만합니다. 특히, 이전까지 렙틴 수용체가 체중 조절과 관련 있다는 사실은 알려져 있었지만, CRTC1과 같은 구체적인 세포 내 신호 전달 경로가 사춘기 발현 조절에도 관여한다는 사실은 새롭습니다. 이는 사춘기의 복잡한 발달 과정이 단순히 호르몬의 변화뿐만 아니라, 뇌 신경회로의 미묘한 조절을 통해 이루어진다는 것을 보여줍니다. 더 나아가 CRTC1이 체중 및 체지방량 증가와도 연관이 있다는 결과는, 뇌의 신경 신호 전달 체계가 우리가 생각하는 것 이상으로 신체 전반의 대사 활동과 밀접하게 연결되어 있음을 시사합니다. 이러한 발견은 향후 사춘기 조절 장애나 비만과 같은 대사 질환의 새로운 치료법 개발에 중요한 단서를 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다. 물론 쥐 실험 결과이기에 인간에게 직접 적용되기까지는 추가적인 연구가 필요하겠지만, 뇌 기능과 신체 건강 간의 연관성을 이해하는 데 큰 진전을 이룬 연구라고 평가할 수 있습니다.