요요현상의 분자적 원인 발견
지방세포는 후성유전적으로 "뚱뚱했던 시절"을 "기억"하고 쉽게 그 시절로 돌아간다.
기억력이 있는 지방 세포:
다이어트 후에 종종 악명 높은 요요 효과가 나타나는 이유는 무엇일까? 연구자들은 이제 이에 대한 분자적 원인을 확인했다. 우리 지방 조직의 세포는 이전의 "살찐" 상태를 "기억"한다. 이에 대한 책임은 지방세포의 DNA에 대한 후성유전적 부착이 그들의 행동을 "재프로그램"하는 것이다. 팀이 "Nature"에 보고한 바와 같이, 지방세포는 정상보다 더 많은 설탕과 지방을 흡수하여 다이어트 후에 새로운 체중 증가를 촉진한다.
▲ 지방 세포의 DNA에 대한 부착은 요요 효과에 중요한 역할을 할 수 있다. pixabay
과체중인 사람들은 일반적으로 체중을 영구적으로 줄이는 것이 어렵다. 성공적인 다이어트 후에도 요요 효과로 인해 힘들게 감량한 체중이 빠르게 원상복귀 된다. 그런데 이 효과는 무엇에 근거한 것일까? 이전 연구에서는 이미 장내 세균총이 이에 대한 역할을 한다는 것을 보여주었다. 또한, 다이어트 후에는 뇌의 변화로 인해 과도한 배고픔을 느끼게 된다고 한다.
"살쪘던 때"에 대한 후성 유전적 기억
이제 ETH 취리히의 Laura Hinte가 이끄는 팀은 지방세포에서 직접적으로 영향을 미치는 또 다른 요인을 확인했다. 연구진은 생쥐를 대상으로 한 실험에서 비만 동물이 정상 체중의 동물과 비교해 DNA에 후성유전학적 부착이 다르다는 사실을 발견했다. 2023년 연구에 따르면 이러한 화학적 부속물은 유전자 활동에 영향을 미치고 비만인에게도 역할을 하는 것으로 나타났다.
현재 실험은 이제 이러한 DNA 침전물이 요요 효과에서 어떤 역할을 하는지 보여준다. Hinte와 그녀의 팀이 뚱뚱한 쥐에게 정상 체중에 도달할 때까지 다이어트를 했을 때에도 비만의 전형적인 침전물은 그대로 유지되었다. 그런 다음 연구자들이 쥐에게 다시 고지방 음식을 제공했을 때 이전에 뚱뚱한 동물은 이전에 과체중이 아니었던 동물보다 더 빨리 체중을 회복했다.
Hinte의 동료인 Ferdinand von Meyenn은 "지방세포는 과체중 상태를 기억하고 더 쉽게 그 상태로 돌아갈 수 있다"고 설명했다.
요요 효과의 동인으로 재프로그램된 지방세포
연구자의 관점에서 볼 때, 이러한 결과는 후생적 지방 기억이 요요 효과의 분자 기반을 나타낸다는 것을 시사한다. 다이어트 후에 날씬한 몸매를 유지하는 것이 어려운 이유는 바로 지방 조직의 세포에서 비롯된다. Hinte와 그녀의 팀은 후생유전학적으로 변형된 지방세포에 대한 면밀한 분석을 통해 DNA 침전물이 어떻게 이러한 현상을 일으키는지 정확히 알아냈다.
후생유전학적으로 "지방"으로 프로그래밍된 지방세포는 동일한 영양소 섭취에도 불구하고 대조 쥐의 지방세포보다 더 많은 당과 지방을 흡수하고 저장하는 것으로 나타났다. 이전에 과체중이었던 동물에서는 지방세포의 기능이 하향 조절되었다. 지방세포는 중요하다. 대신, 염증을 촉진하고 섬유증 형성, 즉 뻣뻣하고 흉터가 있는 조직의 형성에 기여하는 유전자가 과도하게 활동했다.
위 감소에도 불구하고 뚱뚱한 기억
연구자들은 또한 인간에게서도 이 메커니즘의 증거를 발견했다. 이를 위해 그들은 위 축소 수술이나 위 우회 수술을 받고 체질량 지수(BMI)를 최소 25% 감소시킨 이전에 과체중이었던 사람들의 지방 조직 생검을 분석했다.
그러나 Hinte와 그의 팀이 발견한 바와 같이, 이전에 과체중이었던 피실험자들의 지방 조직은 여전히 이전의 과체중을 "기억"하는 것처럼 보였다. 수술 후 2년이 지난 후에도 비만과 관련된 동일한 유전자가 여전히 지방세포에서 판독되고 있었다. 비록 이 사람들이 정상 체중에 도달한 지 오래되었지만.
조기 예방
후생적 패턴이 얼마나 오랫동안 지속되는지는 아직 불분명하다. “지방세포는 수명이 긴 세포다. 평균적으로 그들은 우리 몸이 새로운 세포로 대체되기까지 10년을 산다”고 Hinte는 말했다. 불행하게도 이 뚱뚱한 기억은 알려진 활성 성분으로는 아직 지울 수 없다. Hinte는 “아마도 미래에는 이것이 가능할 것이다. 하지만 지금은 이 기억 효과를 안고 살아야 한다"고 설명했다.
연구진에 따르면 비만을 조기에 예방하는 것이 더욱 중요하다고 한다. 나중에 싸우는 것보다 그게 더 쉬울 거예요. 동시에, 그들은 그들의 결과가 과체중 사람들에 대한 낙인을 줄이는 데 도움이 되기를 희망한다. Hinte는 "그건 당신 잘못이 아니다"고 말한다.
그러나 후생적 변화와 요요 효과 사이에 실제로 인과관계가 있는지는 아직 완전히 명확하지 않다. “지금까지는 상관관계만 증명할 수 있었다”고 von Meyen은 말했다.
(Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-08165-7)
출처: Nature; ETH Zürich