국내 연구진, 혈당조절 관여하는 단백질 기능 밝혀

새로운 당뇨 치료제 개발 토대 마련

국내 연구진이 혈당조절에 관여하는 단백질의 새로운 기능을 발견했다. 새로운 당뇨 치료제 개발 토대를 마련한 것이다.

미래창조과학부는 전남대 최흥식 교수팀과 고려대 구승회 교수 연구팀이 인슐린에 의한 혈당 조절에 관여하는 단백질의 새로운 기능을 발견하고 그 조절 기전을 규명했다고 24일 밝혔다.

인슐린은 혈액 내의 포도당을 글리코겐 형태로 저장하거나, 간의 당신생합성을 억제함으로써 체내 당 균형을 유지하는 호르몬이다. 당은 음식물 섭취 후 분해과정을 통해 만들어지기도 하지만, 필요시 간에서 탄수화물 이외에 물질로부터 새롭게 합성되기도 하는데 이를 당신생합성이라 한다.

인슐린 분비에 이상이 생겨 포도당이 적절히 제거 혹은 저장되지 못하고 소변으로 배설되는 병인 당뇨는 각종 합병증을 일으키는 심각한 대사질환이다.

본 연구를 통한 섭식상태에서의 SMILE에 의한 새로운 당 조절 메커니즘

인슐린은 간에서 당신생합성에 필요한 효소인 지식스피에이즈(G6Pase)와펩시케이(PEPCK)의 유전자 발현을 조절하는 폭소1 단백질을 억제함으로써 당 농도를 조절한다고 알려져 있으나 더 자세한 메커니즘은 알려지지 않았다.

연구진은 절식 후 다시 먹이를 먹인 쥐에서 인슐린 분비가 증가하자, 분비된 인슐린에 의한 스마일(SMILE)이라는 단백질의 유전자 발현의 증가와 함께 당을 증가시키는 효소인 지식스피에이즈(G6Pase)와 펩시케이(PEPCK)의 유전자 발현이 스마일에 의해 현저히 감소하는 사실을 확인했다.

분화된 간세포의 특성을 유지하면서 무한정으로 계속 배양되는 불멸화된 간세포주나 쥐의 간으로부터 분리한 1차 배양세포에서도 같은 결과를 확인할 수 있었으며, 반면에 유전적으로 인슐린 수용체가 손상된 쥐 혹은 비만 모델 쥐에서는 스마일 단백질이 증가되지 않아 당 합성이 억제되지 못하고 혈당이 높아지는 것을 확인했다.

연구진이 이번 연구를 통해 섭식 활동 후 분비된 인슐린에 의해 발현된 스마일(SMILE)이라는 단백질이 당을 생성하는 효소의 유전자 발현을 억제하여 당 농도를 조절한다는 새로운 메커니즘을 밝혀냄으로써, 스마일 단백질을 제어할 수 있는 물질을 개발한다면 새로운 당 조절 및 당뇨병 치료제 개발에 응용할 수 있을 것으로 보인다.

최흥식 교수는 “이번 연구 결과를 통해 인슐린의 당 조절에 대한 새로운 기전을 규명함으로써 인슐린의 기능과 관련된 기초 지식을 제공하고 향후 새로운 당뇨병 치료제 개발에 중요한 토대를 마련하였다”고 연구 의의를 밝혔다.

한편 이번 연구는 미래부가 지원하는 리더연구자지원사업과 중견연구자지원사업을 통해 공동 수행됐고, 연구 결과는 당대사 및 당뇨 분야에서 권위 있는 학술지인 다이어비티즈(Diabetes) 온라인판 9월 4일자에 게재됐다.