당뇨병 환자의 90% 이상에서 관찰되는 '아밀로이드'(세포조직 내에 축적되는 불용성 단백질 덩어리) 축적에 의한 2형 당뇨병의 발병을 억제하는 '자가포식'(세포 내 손상된 분자나 세포소기관 등을 제거하는 정화작용)의 기능이 국내 연구진에 의해 규명됐다.
특히, 자가포식이 결핍된 췌장소도 세포에서는 아밀로이드가 축적, 당뇨병을 유발한 반면, 자가포식이 증진된 췌장소도세포에서는 아밀로이드의 축적이 억제되고, 혈당이 개선된다는 사실이 밝혀져, 향후 2형 당뇨병치료제 개발에 기여할 것으로 전망된다.
미래창조과학부는 삼성서울병원 이명식 교수 연구팀(제1저자 성균관대 삼성융합의과학원 석박사 통합과정 김진영 연구원)과 울산의대 강상욱 교수 연구팀이 사람의 당뇨병에서 관찰되는 아밀로이드의 축적에 의한 당뇨병에서 자가포식의 역할을 규명한 결과, 이 같이 파악됐다고 23일 밝혔다.
연구팀에 따르면 일반적으로 90% 이상 당뇨병 환자의 췌장세포에서는 알츠하이머 환자의 뇌 조직에서 보이는 것과 흡사한 아밀로이드가 축적돼 있으며, 이는 당뇨병의 발병에 직접적인 영향이 있을 것으로 생각돼 왔다. 하지만 비정상적인 아밀로이드의 축적 과정이나 이를 제거하는 방법은 그간 알려지지 않았다.
연구팀은 변성된 단백질을 제거하는 자가포식이 아밀로이드의 축적을 억제해 당뇨병을 치료할 수 있을 가능성에 착안했고, 사람과 같은 형태의 아밀로이드를 생산할 수 있는 유전자를 발현하는 유전자조작 생쥐에서 자가포식이 일어나지 못하게 함으로써, 당뇨병이 발생하는 것을 발견했다.
즉, 축적된 아밀로이드를 자가포식으로 제거하지 못하면 인슐린을 분비하는 췌장세포가 손상되고 결국 인슐린 분비가 줄어 당뇨병을 유발할 수 있다는 점이다.
실제 자가포식이 일어나지 않는 생쥐는 정상생쥐에 비해 혈중 인슐린 농도가 낮게 나타났다. 아밀로이드와 'hIAPP'(human Islet amyloid polypeptide: 인간 췌장소도에서 분비하는 아밀로이드 중합체로 인슐린과 함께 분비되는 아미노산 37개의 펩타이드 호르몬) 중합체가 자가포식으로 제거되지 못해 세포에 손상을 주게 된다.
반면, 이 생쥐에 자가포식을 증진시킬 수 있는 물질을 투여하자 아밀로이드 축적이 줄어들면서 당뇨 증상이 호전되는 것으로 나타났다.
이 교수는 "자가포식 조절제가 당뇨병 치료제로의 개발될 수 있는 가능성을 보여주는 것으로 아밀로이드 축적이 관찰되는 알츠하이머 등 퇴행성 신경질환에도 같은 원리가 적용될 수 있을 것"이라고 내다봤다.
한편 이번 연구는 미래부와 한국연구재단이 추진하는 글로벌연구실사업 등의 지원을 받아 진행됐고, 연구결과는 기초·임상의학 분야 국제학술지인 임상연구저널(Journal of Clinical Investigation) 온라인판 18일자에 실렸다.
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