지방 세포는 체중 감량 후에도 비만에 대한 '기억'을 유지할 수 있습니다.

비만으로 인한 후성유전학적 변화는 장기적인 영향을 미칠 수 있으며, 체중이 감소한 후에도 유전자 활동과 지방 세포 기능에 변화를 일으킬 수 있습니다.

Nature 저널 에 최근 게재된 연구에 따르면, 과학자 팀은 지방 조직, 특히 지방 세포가 상당한 체중 감량 후에도 전사 변화를 유지하는 방식을 조사했습니다. 이는 잠재적으로 체중이 다시 늘어날 가능성이 있음을 시사합니다.

연구진은 첨단 리보핵산(RNA) 시퀀싱 기술을 사용하여 이러한 지속적인 세포 및 유전자 변화를 연구하여 비만이 대사 건강에 미치는 장기적 영향을 더 잘 이해하려고 노력했습니다.

비만은 심각한 건강 위험을 초래하며, 인슐린 조절 및 심혈관 질환과 관련된 대사 질환으로 거의 필연적으로 이어집니다. 식단, 생활 습관 변화, 약물 치료, 수술 또는 이들을 병행하는 효과적인 체중 감량은 비만 관리에 매우 중요합니다. 그러나 비만 치료의 주요 과제 중 하나는 초기에 체중을 감량한 후 다시 체중이 증가하는 "요요 현상"입니다.

연구에 따르면 이러한 체중 증가는 체중 감량 후에도 지속되는 일종의 지속적인 대사 기억의 결과일 수 있으며, 이 기억은 지방 조직, 간, 면역 세포 등 다양한 조직에서 발현됩니다. DNA 서열을 변화시키지 않고 유전자 발현에 영향을 미치는 후성유전학적 기전이 이러한 효과를 유지하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

최근의 발전에도 불구하고, 이러한 비만 기억의 기저에 있는 정확한 세포 기전과 장기적인 체중 관리에 미치는 영향은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 따라서 본 연구에서 연구진은 인간과 생쥐 모두에서 비만 관련 지방 조직 변화의 지속성을 분석했습니다.

연구진은 비만 환자의 피하지방과 대망 지방(복강 내 특수 지방) 생검을 비만 수술 전과 2년 후의 시점에 채취했습니다. 신뢰성 있는 비교를 위해 정상 체중 환자의 동일 조직 생검도 포함했습니다. 이 샘플들은 단일핵 RNA 시퀀싱(snRNA-seq)을 통해 처리되어 수천 개 세포의 유전자 발현 패턴을 포착하고 비만과 관련된 변화를 분석했습니다.

마우스 실험을 위해 연구진은 지방 조직에 특이적인 마커를 가진 마우스 모델을 사용하여 전사 및 후성유전체 변화를 정밀하게 분석했습니다. 마우스는 고지방 식이 섭취와 그에 따른 체중 감소를 기준으로 여러 그룹으로 나뉘었습니다. 지방 조직 샘플을 채취하고, 세포에서 핵을 분리한 후, snRNA-seq를 수행하여 핵에 존재하는 유전적 변화를 확인했습니다.

연구진은 또한 ATAC-seq(시퀀싱을 통한 트랜스포사제 접근 가능 크로마틴 분석)를 사용하여 지방세포의 크로마틴 접근성을 평가하고 후성유전학적 표지를 확인했습니다. 또한, 다양한 유형의 지방 조직 세포에서 유전자 발현 조절 변화를 확인하기 위해 히스톤 변형 분석을 수행했습니다.

연구 결과에 따르면, 인간과 생쥐 모두에서 체중이 크게 감소한 후에도 지방 조직은 유의미한 전사 및 후성유전학적 변화를 유지했습니다. 비만대사 수술 전과 수술 후 2년 동안 채취한 인간 지방 조직 샘플은 유전자 발현 양상, 특히 지방세포의 지속적인 변화를 보였습니다. 이러한 변화에는 대사 과정, 염증, 세포 신호전달과 관련된 유전자의 활성이 포함되었습니다.

생쥐의 후성유전학적 프로파일링 결과, 지방세포는 이전 비만 노출을 나타내는 표지자도 보유하고 있는 것으로 나타났습니다. 이러한 표지자는 체중 감소 후에도 지속되었는데, 이는 세포 반응에 영향을 미치는 후성유전학적 "기억"이 발달했음을 시사합니다.

연구진은 유전자 활동의 핵심적인 후성유전학적 조절자인 히스톤 변형이 이전에 비만이었던 생쥐에서도 유지된다는 것을 발견했습니다. 이러한 후성유전학적 기억은 세포가 고지방 식단에 다시 노출되었을 때 체중이 더 빨리 증가하도록 만들어, 이전에 비만이 아니었던 생쥐에 비해 체중이 더 빨리 증가했습니다.

또한, 이 연구는 이러한 변화가 주로 지방세포에서 발생했지만 다른 유형의 지방세포에서도 관찰되어 광범위한 조직 효과를 시사한다는 것을 발견했습니다. 이러한 결과는 비만에서 지속적인 후성유전학적 표지의 역할을 강조하고, 성공적인 중재 후에도 체중 증가에 어떻게 기여할 수 있는지를 보여줍니다.

결론적으로, 비만으로 인한 세포 및 후성유전학적 변화가 지방 세포에 저장된 기억으로 인해 체중이 다시 증가하는 경향을 보일 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 지속적인 변화를 이해하는 것은 비만에 대한 세포 기억을 제거하는 향후 치료법 개발에 도움이 될 수 있습니다. 이 기억을 파괴하는 것은 체중 감량 중재의 장기적인 성공률을 높이고 비만 환자의 대사 건강을 개선할 수 있습니다.