[과학을 읽다]비만성 당뇨…치료 해법 찾았다

국내 연구팀, 새로운 원인유전자 발견

▲고지방식에서 배양된 비만성 당뇨 초파리 모델.[사진제공=한국생명공학연구원]

[아시아경제 정종오 기자] 비만성 당뇨에 대한 새로운 원인 유전자가 밝혀졌습니다. 비만성 당뇨에 대한 치료법이 나올 것으로 기대됩니다.

국내 연구팀이 비만성 당뇨 초파리 질환모델시스템 개발을 통해 비만 당뇨병의 새로운 원인유전자(tribbles/TRB3)를 발견하고 분자기전을 규명했습니다. 새로운 타깃 유전자 'tribbles/TRB3'을 최초로 발견하고 이 유전자가 비만에 의한 당뇨병의 원인임은 알아냈습니다.

이 모델동물 시스템은 대사질환 제어 기술 개발 연구에 폭넓게 활용될 것으로 예상됩니다. 발견된 유전자는 대사질환 치료제 개발에 새로운 표적으로 활용할 수 있습니다.

비만은 지나친 음식의 섭취 또는 에너지 대사가 매우 낮아질 때 발생합니다. 체지방이 전신에 비정상적으로 축적된 상태로 지방세포의 크기와 세포수가 증가하게 되면 지방조직에서 생성되는 각종 대사산물과 내분비호르몬, 염증 유도인자의 증가를 초래합니다.

이 같은 변화로 근육과 간 등 다양한 조직에서 인슐린저항성, 포도당의 흡수와 대사 이상을 유도해 비만성 당뇨(제2형 당뇨)가 발병하는 것이죠. 인슐린 저항성(insulin resistance)은 혈당을 낮추는 인슐린의 기능이 떨어져 세포가 포도당을 효과적으로 연소하지 못하는 것을 말합니다.

연구팀은 초파리 모델을 특수하게 제작된 고지방식에서 배양해 체중 증가, 고지혈, 혈당, 인슐린저항성 등의 대표적 당뇨 표현형을 그대로 모사하는 모델을 만들었습니다.

비만성 당뇨 초파리 모델의 지방조직에서 포유류 유전자(TGF-β)의 초파리 상동 유전자(gbb) 발현이 비정상적으로 증가하는 것을 알아냈습니다. 마우스 비만모델에서도 초파리와 동일하게 지방조직의 TGF-β의 발현이 증가해 있는 것을 관찰했습니다.

TGF-β (transforming growth factor-beta)는 세포 증식을 억제해 세포자살을 유도하고 면역반응에 관여한다고 알려져 있습니다. TGF-β의 초파리 상동유전자인 gbb (glass bottom boat)는 발생과정을 조절하는 핵심 유전자입니다.

초파리 유전자(gbb) 돌연변이는 지방조직 형성과 발달이 제대로 이뤄지지 않는 것으로 보고된 바 있습니다. TGF-β/gbb 유전자가 생체 내 대사조절, 유지와 관련이 있을 것으로 추측 할 수 있는데 이와 관련한 유전자(TGF-β/gbb)의 역할에 대해서는 명확하게 알려진 바가 없었습니다.

연구팀은 비만성 당뇨 모델에서 지방조직에서 발현이 증가한 TGF-β/gbb 단백질이 tribbles/TRB3 유전자의 발현을 직접적으로 유도하는 것을 최초로 발견했습니다. tribbles/TRB3는 인슐린의 신호전달 경로의 활성을 억제하는 저해단백질로 연구팀은 지방조직과 간세포에서 tribbles/TRB3 유전자가 인슐린 신호전달체계를 차단하고 혈당을 증가시키는 것을 관찰했습니다.

이번 연구는 한국생명공학연구원(원장 장규태) 유권 박사와 이규선 박사(공동 교신저자)가 수행했습니다. 세계적 과학 학술지인 Nature지의 자매지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 8월3일자(현지시각) 온라인 판(논문명 : High fat diet-induced TGF-b/Gbb signaling provokes insulin resistance through the tribbles expression)에 실렸습니다.

유권 박사는 "비만성 당뇨 초파리 모델을 성공적으로 확립했고 이 모델은 앞으로 당뇨의 정확한 원인과 병인 기전을 밝히는 데 폭넓게 활용될 것으로 기대된다"며 "현대인들의 건강을 위협하는 당뇨와 비만과 같은 대사질환을 치료하는데 있어 이전에는 시도되지 않았던 새로운 관점을 제시할 수 있을 뿐만 아니라 대사질환 제어용 선도물질 발굴을 위한 중요한 선행 연구가 될 것"이라고 말했습니다.

◆당뇨병의 종류

▲제1형 당뇨병=췌장에서 인슐린이 분비되지 않아 발생하는 당뇨병이다. 전체 당뇨병의 약 10%를 차지하며 주로 소아에게 발생한다. 평생 인슐린 주사를 맞아야 한다.

▲제2형 당뇨병=적절한 기능을 할 수 있는 충분한 양의 인슐린이 체내에서 분비되지 않거나 세포가 인슐린에 반응하지 않는 인슐린 저항성으로 생긴다. 국내 당뇨환자의 대부분을 차지한다. 소아에게 주로 발생하는 제1형과 달리 성인에게 발병한다. 진행성 질병이라 초기에는 경구용 약으로 조절하는데 증상이 악화되면 인슐린 주사를 투여해야 한다.