대인의 비만은 만병의 근원이라 불리며 전 세계가 대책 마련에 나서고 있다. 과체중이나 비만은 고혈압, 당뇨병 등 치명적인 질병으로 이어질 수 있어 관리가 필요하다.
지난 2014년 미국 전국건강및영양조사에 따르면, 25% 이상 미국인이 비만인 것으로 나타났다. 그중 약 7%는 고도 비만이다.
이에 제약회사 노보노디스크는 의약품을 사용해 비만을 치료할 수 있는 방법을 연구하고 있다. 최근 노보노디스크는 섬유아세포성인인자21(FGF21)의 임상 시험을 진행했다. 또, 영국 바이오뱅크 등 인구건강연구와 미국 국립보건원(NIH)에서 출범한 '올오브어스(All of Us)' 이니셔티브가 새로운 의약품 표적 연구에 기여할 전망이다.
FGF21 호르몬
FGF21은 주로 간에서 분비되는 호르몬이다. 당분과 알코올 섭취를 억제하고, 지방세포가 혈당을 흡수하도록 자극하며, 인슐린 증감제로 작용한다. 이 같은 특징과 여러 연구 증거 등을 바탕으로 FGF21 기반 치료 개발이 비만과 2형 당뇨병 치료 가능성이 있다는 사실이 드러났다. FGF21은 트리글리세리드에 일관된 영향을 보였지만, 포도당 내성에는 별다른 효과를 보이지 않았다.
인체 내 FGF21 유전자는 여러 변종이 있다. 유럽 인구의 약 20%는 두 개의 FGF21 A 변종을 가지고 있다.
덴마크의 한 연구팀이 지난해 실시한 연구에 따르면, FGF21 변종을 가진 사람이 단 음식을 좋아하는 것으로 드러났다.
FGF21 호르몬의 변종에 관한 새로운 연구
FGF21은 인슐린 민감성을 증가시키는 호르몬이다. FGF21 작용에 관한 임상 시험 결과, 해당 호르몬이 체중 및 지방질 감소에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
프레일링 박사 연구팀은 영국 바이오뱅크에서 수집한 45만 1,099명 데이터에서 정상적인 활동량보다 낮은 활동량을 보인 FGF21의 일반적인 변종을 조사했다.
영국 바이오뱅크는 모든 의료전문가에게 국내외 건강 관련 정보를 공개하고 있다. 바이오뱅크는 암과 심장 질환, 뇌졸중, 당뇨병, 관절염, 골다공증, 안구 질환, 우울증, 치매 등을 포함한 중증 질병과 치명적인 질병의 예방 및 진단, 치료 개선을 목표로 한다.
연구팀은 바이오뱅크가 실시한 음식에 관한 설문조사와 의료 기록을 바탕으로 FGF21의 변종을 분석했다.
이번 연구에서는 A 대립형질과 탄수화물 과다 섭취 간 연관성을 발견했던 이전 연구를 반복했다. 아울러 이번 연구를 통해 A 대립형질이 낮은 체지방 비율과도 관련이 있지만, 고혈압, 높은 허리-엉덩이 비율과 밀접한 연관이 있다는 사실이 밝혀졌다.
시사점
세 가지 인간 유전자 연구에 따르면, 호르몬 FGF21의 변종인 rs838133의 일반적인 대립형질은 FGF21의 첫 번째 엑손(mRNA의 정보배열)에 변화를 유발했다. 이는 단백질 염기서열이 아닌 유전자 염기서열을 바꾸는 것으로, 고탄수화물 섭취와 저단백질, 저지방 섭취와 유관하다. 물론 전체 칼로리 섭취량에는 영향을 미치지 않았다.
이는 탄수화물에 대한 선호로 이어져 당분이 함유된 제품을 특히 좋아하며, 알코올 섭취도 높은 것으로 나타났다. 두뇌에 있는 보상 중추에 보내는 신호를 바꾸기 때문인 것으로 분석됐다.
인간 유전자 정보의 사용은 의약품 개발에서 점점 중요한 방법인 것으로 간주되고 있다. 이번 연구에서도 rs838133의 미세한 대립형질과 높은 탄수화물과 낮은 단백질, 낮은 지방 섭취의 관련성을 확인했다.
또, 이 대립형질이 알코올 섭취를 늘리고 있다는 새로운 증거도 제시하고 있다. 이는 동물 실험에서도 동일한 결과를 보였다. 또한, FGF21 rs838133 A대립형질은 낮은 체지방 비율과도 연관성이 있었지만, 높은 허리-엉덩이 비율과 고혈압과도 관련이 있었다. 하지만 2형 당뇨병에 대한 영향은 확인할 수 없었다.
노보노디스크 닐스 그라럽 박사는 "이번 연구는 식습관과 당분 섭취, 비만과 당뇨병 위험성 간 연관성을 설명하는 퍼즐의 일부분"이라고 밝혔다.
연구 저자는 "FGF21의 잠재적인 다중 신진대사 영향에 대한 이해를 제시할 수 있었다"며 "FGF 발현 감소가 사람들에게 영향을 미치는지 확인하는 추가 임상 연구가 필요하다"고 설명했다.
한편, 티모시 프레일링 유전학 박사는 "FGF21 표적은 의약품 개발에 상당한 도움이 될 것"이라며 "FGF21 추가 연구를 통해 비만과 당뇨병의 잠재적인 치료방법에 도움이 될 것"이라고 말했다.
[researchpaper 리서치페이퍼=심현영 기자]