호르몬과 항-비만 약물이 식욕을 억제하기 위해서 필요한 이온 채널 확인
2017-02-12
텍사스대 사우스웨스턴의학센터(UT Southwestern Medical Center)의 연구자들이 뇌세포들이 호르몬 렙틴(leptin)이나 항-비만 약물인 로카세린(lorcaserin)에 반응해서 먹는 행동을 억제하는데 필요한 이온 채널을 확인했다. 이온 채널은 신경의 표면에 있는 터널 모양의 통로로, 이를 통해서 전하를 띤 입자들, 즉 이온들이 세포 안팎으로 이동할 수 있다. 이 뇌-대사 관계를 더 깊이 이해하게 되면 비만이나 당뇨를 위한 새롭고 더 잘 표적화된 치료제를 찾을 수 있을 것이라고, 최근에 Cell Reports에 실린 그 연구의 저자들은 밝혔다. 그들은 기초 대사와 체중의 적절한 조절을 위해서 TrpC5(transient receptor potential cation 5) 단백질 서부유닛으로 이루어진 이온 채널이 필요하다는 것을 알아냈다. 쥐를 대상으로 한 연구에서, TrpC5의 손실은 Pomc 뉴런이라고 불린 뇌에 있는 신경 세포들이 렙틴이나 로카세린에 반응하지 않게 해서, 시간이 지남에 따라서 체중이 늘어나게 했다. 그 연구는 또한 TrpC5가 결핍된 쥐에서 혈당 수준에 대한 로카세린의 유익한 효과도 사라진다는 것을 보였다.
그들은 몸무게와 혈당 균형에서의 변화에 기여하는 세포 및 분자적 기전들을 이해하려고 하고 있다. 혈당 균형과 식사의 치료적인 조절을 위해서 언젠가 이 이온 채널을 직접적으로 표적으로 할 날이 올지도 모른다. 렙틴과 로카세린은 대사와 호흡과 수면과 같은 다른 불수의적 몸의 기능들을 수행하는 것을 돕는 뇌의 부분인 시상하부에 있는 Pomc 뉴런의 표면에 있는 다른 종류의 수용체들에 결합함으로써 식사와 대사의 다른 측면들에 영향을 발휘한다. TrpC 단백질들이 모여서 관과 같은 모양의 구조, 즉 채널을 형성했을 때 만들어지는 그 이온 채널들은 또한 Pomc 뉴런들의 표면에도 있다. 비록 렙틴과 로카세린은 다른 수용체들에 결합하지만, 근처의 TrpC5 이온 채널들이 열려서 세포 안팎으로 이온들이 이동할 수 있게 되지 않으면 결합이 효과가 없다. 그 연구자들은 정상적인 쥐와 유전적으로TrpC5를 만들 수 없는 쥐들을 비교하는 실험을 했다. 에너지 균형, 먹는 행동, 그리고 활동 수준을 측정했다. 그 연구자들은 Pomc 뉴런에서 TrpC5의 결핍이 렙틴과 로카세린의 보통의 식욕-억제 효과를 막기에 충분하다는 것을 알아냈다. TrpC5의 결핍은 또한 렙틴이나 로카세린에 대한 그 세포의 전기생리학적인 반응을 약화시키는 것으로 보였다.
그 연구는 이전의 흥미로운 몇 가지 관찰 결과들을 설명하는 것을 도와준다. TrpC 군의 일곱가지 단백질들을 연구하면서, 이전의 연구들은 Pomc 뉴런에서 TrpC1와, TrpC4, TrpC5 (그리고 더 적은 수준의 TrpC6와 TrpC7)를 감지했다. 이들 TrpC 군의 단백질들이 이온 채널을 형성할 수 있다는 것은 알려져 있었지만, 특히 대사를 조절하는데 TrpC5 단백질들의 영향이나 상대적인 중요성은 알려지지 않았었다. 더욱이 렙틴이나 로카세린을 위한 수용체들의 활성화에 대응하는 식욕 억제의 근본적인 분자 기전은 명확하지 않았다. 그 연구 결과는 뇌에 있는 TrpC5 서브유닛을 에너지 균형 및 먹는 행동, 혈당 수준뿐만 아니라, 신경활성에서 렙틴- 및 로카세린-의존성 변화와도 연관시켜 준다.