DTC 비만 후보유전자 다형성 기반 한국인 비만 발생 및 위험요인 분석

Abstract

연구배경 및 목적 비만은 당뇨병, 심혈관질환, 암 등 주요 만성질환의 위험인자로, 한국인의 유병률이 지속적으로 증가하고 있다. 특히 비만은 유전적 요인의 영향을 크게 받는 질환으로, 인종 간 비만 유전자 발현의 차이가 뚜렷하게 나타난다. 최근까지 약 300종 이상의 비만 후보유전자(FTO, MC4R, BDNF 등)가 보고되었으나, 한국인을 대상으로 한 과학적 근거는 매우 부족하다. 국내에서는 DTC 유전자검사를 통해 비만 관련 항목을 제공하고 있으나, 실제로 승인된 비만유전자는 FTO 뿐이고 비만표현형은 BMI에 국한되어 있다. 그중 BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor)는 시냅스 가소성, 에너지 항상성, 식욕 조절 등에 관여하는 유전자로, rs6265 (Val66Met) 다형성은 비만뿐 아니라 섭식행동, 대사질환 및 정신질환과도 연관성이 있다. 그러나 한국인을 대상으로 BDNF 유전자와 다양한 비만 표현형, 식이섭취, 대사지표 간의 상관성을 통합적으로 분석한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 한국인 성인을 대상으로 BDNF rs6265 다형성과 비만 관련 다양한 표현형 간의 연관성을 분석함으로써, 유전자-대사-표현형 간 기초자료를 구축하고 한국인 맞춤형 정밀영양 서비스 산업에 기여하고자 한다.

연구방법 본 연구는 2024년 3월부터 5월까지 건강한 한국인 성인 남녀(19세~64세)를 대상으로 모집공고를 통해 참여자를 모집하였으며, 스크리닝 및 중도 탈락자를 반영하여 최종 231명을 연구대상자로 포함하였다. 대상자는 설문조사(교육 및 소득수준, 질병 가족력, 생활습관, 신체활동, 식생활), 신체계측, 혈액검사, 유전자 검사, 식이조사(24시간 회상법 기반)를 수행하였다. 대상자를 비만 여부와 성별에 따라 분류하여 일반적 특성을 분석하였다. 또한, 유전자형(genoytpe)을 기준으로 분류하여 비만 분포를 확인하고 다양한 비만표현형 및 영양소 섭취의 차이와 상관성을 분석하였다.

결과 및 고찰 1. 대상자의 일반적 특성 비만 여부(nOB, OB)에 따라 신체계측, 임상수치, 설문조사 결과를 분석한 결과, OB군은 nOB군에 비해 BMI, RMR, WC, WHR, SBP, AST, ALT, 혈중지질(TG, LDLc) 및 leptin 농도가 유의하게 높았다. 성별(여성, 남성)에 따른 비교에서는 남성이 BMI, RMR, WC, WHR, SBP, DBP, AST, ALT, TG가 높고, 여성은 HDLc 및 leptin 농도가 유의하게 높았다. 설문조사에서는 OB군에서 비만 가족력 유병률이 높았으며, 남성이 여성보다 아침결식 및 점심 외식 빈도, 흡연 여부, 음주 빈도가 유의하게 높았다.

2. 대상자의 유전자형에 따른 비교 FTO (rs9939609, rs9939973, rs8050136), MC4R (rs17782313), BDNF (rs6265) 유전자형에 따른 비만 여부를 분석한 결과, 대부분의 SNP에서 비만 여부에 따른 유의한 차이는 없었다. 유일하게 BDNF 유전자의 경우, H+M형(GA 또는 AA형)의 빈도가 OB군에서 유의하게 높게 나타나, BDNF 유전자 다형성과 비만 간의 연관 가능성을 시사하였다. minor allele frequecny (MAF)는 각 13.0%, 16.2%, 13.0%, 27.1%, 47.4%로 나타났으며, dbSNP 및 선행연구에서 보고된 한국인의 MAF와 유사하였다. BDNF 유전자형(W형, H+M형)에 따라 신체계측 및 임상수치를 비교한 결과, H+M형이 WHR과 HbA1c에서 더 높은 경향을 보였으며, 보정 전에는 유의한 차이를 나타냈으나 보정 후에는 유의성이 소실되었다. 그 외 임상수치(RMR, 혈압, AST 및 ALT, 혈중지질, leptin)에서는 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 설문조사 결과에서는 대부분의 항목에서 유전자형 간 분포 차이가 없었으나, 음주 빈도에서만 H+M형의 주 3~7일 음주율이 W형보다 높게 나타나 약소하게 유의한 경향을 보였다.

3. 유전자형과 비만 여부에 따른 차이 BDNF rs6265 유전자형(genotype 및 allele 기준)과 비만 여부에 따른 신체계측, 임상수치, 식이 섭취 간 차이를 분석한 결과, 분석 기준에 따라 유의한 지표가 상이하게 나타났다. Genotype(W vs. H+M) 기준에서는 RMR, RMR/BW, HbA1c, LDLc, Na, EAA 섭취량에서, allele(w vs. m) 기준에서는 RMR, RMR/BW, HbA1c, TC, Na, K 섭취량에서 유의한 차이가 확인되었다. 특히 H+M 또는 Met allele 보유 비만군에서 대사 및 식이 지표가 불리하게 나타났다. 이는 BDNF 변이가 대사 반응성과 식이 섭취에 영향을 미치며, genotype과 allele 수준의 병행 분석이 필요함을 시사한다.

4. 유전자와 비만 간 상호관계 분석 BDNF rs6265 유전자와 비만 간의 상호작용이 에너지 대사, 혈당 및 지질 대사, 식이 섭취에 미치는 영향을 분석하였다. 분석 결과, RMR/BW에서 보정 전 유의한 상호작용이 나타났으나, 성별 및 연령 보정 후에는 유의성이 소실되었다. 반면, 식이섬유, vitamin E, 엽산, 총 아미노산, 필수 아미노산 섭취에서는 보정 전, 후 모두 유의한 상호작용이 확인되었고, 유전자형에 따라 OB군과 nOB 간 섭취 양상이 상반되었다. 특히 H+M-OB군은 대사 효율이 낮고, 일부 영양소 섭취량이 높게 나타나 대사적 취약성이 높은 특성이 관찰되었다. 지질 지표에서는 유의한 상호작용이 없었으며, 나트륨 섭취는 H+M-OB군에서 가장 높게 나타나 고염식에 대한 위험 가능성 및 식습관 교정 필요성이 제기되었다. 이러한 결과는 BDNF 유전자형에 따른 식이 반응성과 대사적 특성을 고려한 정밀영양 전략의 중요성을 보여준다.

5. 비만위험 증가에 대한 유전자형과의 상관 변수 BDNF H+M형과 비만 관련 변수 간의 관계를 분석한 결과, BMI, RMR, WHR이 유의한 설명변수로 확인되었다. BMI는 H+M형, 낮은 RMR/BW와 HDLc, 높은 leptin, WHR, ALT와 유의한 관련이 있었고, H+M형은 대사 효율 저하와 관련된 비만 위험이 더 컸다.

RMR은 성별, 연령, WHR, SBP, ALT, leptin과 연관되었으며, H+M형은 RMR을 감소시키는 요인으로 작용하였다. WHR은 BDNF 유전자형, 성별, RMR/BW, ALT, vitamin A와 유의한 관련을 보여, BDNF H+M형이 복부지방 증가와 관련 있음을 시사한다.

결론 본 연구는 BDNF rs6265 유전자형이 비만 관련 대사 지표 및 식이섭취와 유의한 관련이 있음을 확인하였으며, 특히 H+M형 보유자는 에너지 대사 효율 저하와 높은 대사 위험 특성을 보였다. 이는 정밀영양 및 유전정보 기반 맞춤형 건강관리 서비스 개발에 기초자료로 활용될 수 있다. 다만, 유전자형 분포의 불균형, 혈중 BDNF 농도 미측정, 대상자 selection bias 등 일부 제한점이 존재한다. 향후 대규모 코호트 및 중재 연구를 통해 유전자-표현형 간 기전을 보다 정밀하게 규명할 필요가 있다.|Background Obesity is a major risk factor for chronic diseases such as diabetes, cardiovascular disease, and cancer, and its prevalence continues to rise among the Korean population. Genetic predisposition plays a significant role in obesity, and racial differences in the expression of obesity-related genes are well-documented. Although over 300 candidate genes for obesity, including FTO, MC4R, and BDNF, have been identified, scientific evidence based on Korean populations remains limited. Among them, the BDNF gene, particularly the rs6265 (Val66Met) polymorphism, has been implicated in appetite regulation, energy homeostasis, and neuropsychiatric disorders, but comprehensive studies investigating its association with obesity phenotypes and metabolic markers in Koreans are scarce.

Methods A total of 231 healthy Korean adults aged 19–64 years were recruited between March and May 2024. Participants underwent anthropometric measurements, biochemical tests, genotyping, and 24-hour dietary recalls, along with questionnaires on socioeconomic status, family history, and lifestyle behaviors. Participants were categorized by obesity status (OB vs. non-OB) and sex, and associations between BDNF rs6265 genotypes and obesity-related phenotypes, dietary intakes, and metabolic parameters were analyzed.

Results 1. General Characteristics of Participants Compared to the non-obese (nOB) group, the obese (OB) group showed significantly higher BMI, RMR, WC, WHR, SBP, AST, ALT, TG, LDLc, and leptin levels. Men exhibited higher metabolic indices than women, while women had higher HDLc and leptin. OB participants also had a higher prevalence of family history of obesity and less healthy lifestyle behaviors.

2. Comparison by Genotype FTO and MC4R polymorphisms were not significantly associated with obesity. However, the BDNF rs6265 H+M genotype (GA or AA) was more frequent in the OB group. WHR and HbA1c were higher in H+M genotype, although differences were not significant after adjustment. Most other clinical and survey variables did not differ by genotype.

3. Differences According to Genotype and Obesity Status This study analyzed differences in anthropometric, clinical, and dietary variables according to BDNF rs6265 genotype (genotype and allele) and obesity status. Significant markers differed by classification: RMR, RMR/BW, HbA1c, LDL-C, sodium, and EAA intake differed by genotype (W vs. H+M), while RMR, RMR/BW, HbA1c, TC, sodium, and potassium intake differed by allele (w vs. m). Obese individuals with the H+M genotype or Met allele showed less favorable metabolic and dietary profiles, suggesting the need for genotype- and allele-based analysis.

4. Interaction Between Genotype and Obesity Status Interaction effects between BDNF rs6265 genotype and obesity were observed in dietary and metabolic outcomes. RMR/BW showed a significant interaction before adjustment, which disappeared after adjusting for sex and age. Fiber, vitamin E, folate, total amino acids, and essential amino acids showed consistent interactions regardless of adjustment, with opposite intake patterns across genotypes. The H+M-OB group showed lower metabolic efficiency and higher intake of certain nutrients. Although lipid markers showed no significant interaction, sodium intake was highest in this group, suggesting increased risk associated with high-sodium diets. These findings highlight the need for precision nutrition strategies based on BDNF genotype.

5. Predictors of Obesity Risk by Genotype Stepwise regression identified BDNF genotype, leptin, WHR, ALT, RMR/BW, and HDLc as significant predictors of BMI. The H+M genotype was also associated with lower RMR and higher WHR, indicating increased obesity risk through impaired metabolic regulation.

Conclusion This study demonstrated that the BDNF rs6265 polymorphism is significantly associated with obesity-related metabolic indicators and dietary intake, particularly in H+M genotype who exhibited reduced metabolic efficiency and greater metabolic risk. These findings provide foundational evidence for the development of precision nutrition and genotype-based personalized healthcare services. However, limitations such as unequal genotype distribution, lack of serum BDNF measurements, and potential selection bias due to voluntary participation should be noted. Future large-scale and intervention studies are needed to clarify gene–phenotype interactions and support the application of genomics in personalized health strategies.