일주기 식습관 및 비만 관리의 핵심 요소로 간-뇌 연결성을 확인합니다.

이 연구는 음식 섭취 리듬을 조절하는 데 있어 간 미주신경의 역할을 강조하여 비만의 잠재적 치료법에 대한 새로운 관점을 제공합니다.

사이언스(Science) 저널 에 발표된 한 연구 에 따르면, 간 구심신경(HVAN)과 뇌 사이의 신호 전달이 일주기 식습관에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 생쥐 실험에서 HVAN을 수술적으로 제거한 결과, 고지방 식단 중 변화된 식습관이 교정되고 체중 증가가 감소했습니다. 이는 HVAN이 비만 퇴치의 표적이 될 수 있음을 시사합니다.

생체 리듬은 동물의 신체적, 정신적, 행동적 변화를 조절하는 24시간 주기로, 일반적으로 낮과 밤의 주기와 동기화됩니다. 이러한 리듬은 일반적으로 안정적이지만, 시차 적응이나 야간 근무처럼 행동 변화나 빛 노출로 인해 교란될 수 있으며, 이는 장기계의 동기화 불량으로 이어집니다.

시교차상핵(SCN)은 생체시계의 핵심 역할을 하며, 빛 신호를 이용하여 분자 시계 유전자의 피드백 고리(TTFL)를 형성합니다. 최근 연구에 따르면 거의 모든 체세포는 자체 TTFL을 유지하며, 이는 음식 섭취와 같은 다른 과정들과 생체시계의 균형을 맞추는 데 도움을 줍니다.

SCN과 영양소에 의한 간 리듬의 동기화는 환경 변화에 대응하여 대사 균형을 유지하는 데 중요합니다. 설치류와 인간을 대상으로 한 연구에 따르면 이러한 시스템의 동기화가 깨지면 건강에 해로울 수 있으며, 비만이나 당뇨병과 같은 대사 질환의 위험과 심각성을 증가시킬 수 있습니다. 그러나 이러한 상호작용을 조절하는 정확한 메커니즘과 신호는 아직 밝혀지지 않았습니다.

이 연구는 생쥐의 핵 수용체 REV-ERBα/β를 삭제하여 간과 뇌 사이의 일주기 통신 메커니즘을 조사합니다.

이 수용체들은 이전에 시간대사 항상성의 핵심 요소로 확인되었습니다. 이 수용체들이 제거되면 동기화가 깨집니다.

이 분야의 이전 연구와는 달리, 과학자들은 꼬리 정맥을 통해 REV-ERB를 제거할 수 있는 아데노바이러스를 주입하여 생물학적 시계를 국소적으로(전신적으로가 아닌) 방해하는 독특한 이점을 연구에 적용했습니다.

이 방법을 사용하면 다른 장기 시스템은 그대로 두고 간과 뇌 사이의 비동기성을 관찰하고 조작할 수 있어 배경 잡음과 교란 요소를 크게 줄일 수 있습니다.

세 그룹의 성인 실험용 쥐를 대상으로 수술적 및 실험적 개입이 시행되었습니다.

이 연구는 또한 뇌 신호 전달 및 체중 조절에 있어 간 미주신경(HV)의 역할에 초점을 맞추었습니다. HV가 간에서 뇌로 대사 데이터를 전달한다는 것은 이전에도 알려져 있었지만, 일주기 신호 전달 및 식사 리듬에서 HV의 정확한 역할은 아직 밝혀지지 않았습니다.

이 연구는 음식 섭취 리듬이 간의 일주기 조절을 위한 차이트게버(생물학적 리듬을 동기화하는 외부 신호) 역할을 한다는 점을 강조합니다. 이는 빛과 어둠의 주기가 신체의 SCN 리듬을 주도하는 방식과 유사합니다.

유전자 침묵 마우스 모델에서 REV-ERBα 및 REV-ERBβ 수용체를 삭제하면 SCN 구동 주기에 영향을 미치지 않고 섭취 리듬이 중단되었습니다.

절제술은 시간대사 균형을 담당하는 Arntl 유전자와 Per2 유전자를 활성화시켜, 섭식 리듬을 변화시키고 일광 수유를 증가시켜 궁극적으로 상당한 체중 증가를 초래했습니다. 흥미롭게도, 간 미주 구심 신경(HVAN)을 절단하자 이러한 효과가 사라지고, 음식 섭취량이 감소하여 체중 감소로 이어졌습니다.

이는 섭취 리듬에 대한 신호 전달에서 HV의 중요한 역할을 강조하며, 대조적인 연구에서는 반대 결과가 나타났습니다. 즉, 인간의 장내 구심신경을 활성화하면 체중이 감소하는 것으로 나타났으며, 이는 대사 조절에 있어 장-뇌 상호작용의 복잡성을 강조합니다.

이 연구에서는 마우스 모델을 사용하여 시간대대사 항상성과 섭취 리듬 장애의 근본 메커니즘을 파악했습니다.

결과는 HV가 통신 허브 역할을 하여 핵 수용체 REV-ERBα/β를 통해 감지된 섭식 리듬 변화에 대한 신호를 뇌로 전달한다는 것을 보여주었습니다. 이러한 신호는 낮 시간 동안 음식 섭취량을 증가시키고 체중을 크게 증가시킵니다.

HV를 제거하면 이러한 효과가 없어져, 향후 체중 감량 연구의 잠재적인 표적으로 삼을 수 있음을 시사합니다.