에너지 대사 조절 연구실에서는 다양한 기능을 가진 지방세포의 특성을 연구하고 분석함으로써 비만이나 당뇨 등의 대사성 질환을 예방 및 치료하는 데 목적이 있다.

지방세포는 지방조직을 이루는 주된 세포로 기능과 형태적인 특징 그리고 분화 기원에 따라 흰색지방세포(White adipocyte), 갈색지방세포(Brown adipocyte), 베이지색지방세포(Beige/brite adipocyte)로 구분된다. 흰색지방세포는 흰색 지방조직의 대부분을 이루는 세포로써 에너지를 지질형태로 저장하거나 에너지가 필요할 때 저장된 지질을 분해한 후 다시 사용할 수 있게 조절하는 역할을 한다. 갈색지방세포와 베이지색지방세포는 외부 추위에 맞서 체온을 유지할 수 있도록 열을 발생하는 지방세포로 많은 수의 미토콘드리아를 보유하고 있으며, Uncoupling protein 1(UCP1)과 같은 열 발생 조절 단백질들을 발현시키고 다방성 지방을 형성하는 특징을 보인다. 이러한 특징으로 인해 에너지를 저장하는 흰색지방세포와는 달리 오히려 열 발생을 통해 에너지를 소모하게 된다.

지방조직은 지방세포 외에도 다양한 종류의 세포로 구성되어 있다. 특히 지방조직에 위치하는 면역세포들은 그 구성과 비율이 나이와 영양 상태, 온도 등 다양한 요소들에 의해 변하게 되는데, 이 면역세포들의 구성과 비율의 변화는 지방조직의 주 세포인 지방세포의 특성에 영향을 미치게 된다. 이 세포들은 다양한 자극에 반응하면서 서로 유기적으로 작용하여 변화된 환경에 적응할 수 있게 한다. 지방조직을 구성하는 면역세포가 갈색지방세포와 베이지색지방세포의 열 발생을 유도하는데 중요한 작용을 한다는 것이 최근 많은 연구에서 증명되었다. 특히 Type 2 면역 반응을 활성화하는 Innate lymphoid cell의 한 종류인 ILC-2 (Group 2 innate lymphoid cell)도 베이지색지방세포의 증가에 관여하는 것으로 증명되었는데, 이 연구에서 ILC-2를 활성화하는 사이토카인인 IL-33을 처리했을 때 피하 지방조직 내 ILC-2의 양적 증가뿐만 아니라 Type 2 면역 반응을 활성화하는 사이토카인 IL-5의 분비도 촉진하는 것으로 나타났다. 이로 인해 Eosinophil의 IL-4 분비가 늘어나게 되고, 분비된 IL-4는 흰색 지방 전구세포의 IL-4r를 통해 베이지색지방세포로의 분화를 유도 시키는 결과를 보였다. 이 연구를 통해 IL-4 신호전달 경로가 지방 전구세포에 작용하여 베이지색지방세포 형성에 관여하는 것으로 밝혀졌다.

본 연구실에서는 지방조직 내 존재하는 지방세포와 면역세포들이 외부 추위 자극에 반응하여 어떠한 유기적인 관계를 형성하는지 다양한 실험동물 모델과 분자생물학적 및 생화학적 실험 방법들을 이용하여 분석하고, 이를 통해 대사질환 치료를 위한 실마리를 제공하고자 한다.

- 실험 목표:

생후발달 동안의 면역세포 다양성이 지방조직 특성에 미치는 영향

추위 자극에 의한 다양한 세포 내 스트레스 반응과 지방 갈색화 간의 연관성 연구

지방세포 내 열 발생 유전자 발현 기작 연구