동아시아인의 당뇨병 뿌리 찾았다

43만 명 대상 전장유전체 메타 분석…아시아 최대 규모

우리나라 학자를 포함한 국제연구팀이 43만여 명의 동아시아인을 대상으로 한 최대 규모의 당뇨병 연구에서 제2형 당뇨병에 대한 새로운 유전적 연관성을 찾아냈다.

연구팀은 동아시아인의 2형 당뇨병과 관련된 183개 유전자 좌(loci)에서 301개의 뚜렷한 유전 신호 내지 염색체의 특정 위치를 확인하는 성과를 거뒀다.

이 중 61개의 유전자 좌는 2형 당뇨병 소인에 연루돼 있는 것으로 밝혀졌다. 이 유전자 좌들은 이전의 유럽인들에게 실시된 전장유전체 연관 분석(GWAS)에서는 확인되지 않은 것이다.

싱가포르, 미국, 한국, 영국, 일본 등 5개 연구기관이 주도하고, 100명 이상의 연구자가 참여한 이번 국제 공동연구 결과는 과학저널 ‘네이처’(Nature) 6일 자에 발표됐다.

정상적인 혈당 흡수 메커니즘(왼쪽)과 제2형 당뇨병의 인슐린 저항성(오른쪽)을 그림으로 나타낸 모습. ⓒ 위키미디어 / Manu5

동아시아인 43만여 명 유전자 분석

2형 당뇨병 환자 7만 7418명을 포함한 동아시아인 43만 3540명에 대한 이번 전장유전체 메타 분석은 두 가지 연구 컨소시엄인 아시아 유전체역학 네트워크(AGEN)와 범인종 당뇨병 메타분석 연관 연구(DIAMANTE)의 결과물이다.

국제당뇨병연맹(IDF)에 따르면 궁극적으로 연구의 목표는 전 세계 4억 명 이상의 인구에 건강 상 악영향을 미치는 당뇨병을 관리, 치료할 수 있는 가능성 있는 유전적 표적을 식별해 내는 것이다.

이번 연구는 서로 다른 인구 집단들이 2형 당뇨병에 걸릴 수 있는 대부분의 유전적 감수성을 공유하면서도 어떻게 발병에 다소 차이가 나타나는 다른 유전적 변이를 갖고 있는지를 보여준다.

논문 시니어 저자 중 한 사람인 미국 노스캐롤라이나대(채플힐) 의대 캐런 몰키(Karen Mohlke) 유전학 교수는 “전 세계 특히 아시아 지역 과학자들의 공동 연구에 대한 헌신이 없었다면 이런 대규모 연구는 불가능했을 것”이라며, “이번 공동연구팀이 수집, 분석한 데이터는 의학계에 매우 필요한 당뇨병의 생물학적 토대에 대한 새로운 정보를 제공했다”고 연구 의의를 평가했다.

이번 논문의 시니어 저자로는 몰키 교수 외에 싱가포르 국립대의 슈웰링 심(Xueling Sim) 교수와 우리나라 국립보건연구원의 김봉조 박사, 영국 옥스포드대 로빈 월터스(Robin Walters) 교수, 일본 도쿄대 다카시 가도와키(Takashi Kadowaki ) 박사가 참여했다.

당뇨병으로 인해 인체에 나타나는 주요 증상들. ⓒ 위키미디어 / Mikael Häggström

새로운 유전적 연관성 확인

연구팀은 동아시아인들에 대한 새로운 분석 연구를 위해 중국과 한국, 일본, 싱가포르, 필리핀, 홍콩, 대만 및 미국의 23개 코호트 연구에서 얻은 전장유전체 연관 데이터를 사용해 2형 당뇨병 위험을 조사했다.

연구 결과의 한 예로서 연구팀은 유전자 GDAP1, PTF1A, SIX3, ALDH2와, 근육과 지방 분화에 영향을 미치는 유전자 근처에서 새로운 연관성을 발견했다.

또한 다른 위치에서는 두 개의 겹쳐진 2형 당뇨병 유전자 신호를 확인했다. 이 신호들은 서로 다른 조직에 있는 NKX6-3와 ANK1, 두 개 유전자를 통해 활성화되는 것으로 나타났다.

싱가포르 국립대 슈엘링 심 교수는 “우리는 당뇨병이 조상들의 당뇨 발병에 다양한 영향을 미친 체질량지수 같은 복잡한 위험요인들에 의해 일어난다는 사실을 알고 있다”고 말하고, “이번 발견은 당뇨병과 관련된 유전자 변이 수를 확장하는 한편, 다른 조상들에 대한 연구의 중요성을 부각시킨다”고 강조했다.

2014년도 세계 195개국의 당뇨병 발생률을 나타낸 도표. 전 세계 당뇨병 평균 유병률은 9.2%(1000명 당 92명)으로 나타나 있다. ⓒ 위키미디어 / Walter Scott Wilkens

동아시아인과 유럽인의 당뇨 발병 차이 설명

논문 공동 제1저자로 몰키 교수실 박사후 연구원으로 거쳐 미국 매사추세츠 애머스트대(UMASS AMHERST)대에 재직중인 카산드라 스프라클렌(Cassandra Spracklen) 조교수(생물통계학 및 역학)는 “추가 변이에 대한 학습은 개인의 2형 당뇨병 위험에 영향을 미치는 추가적인 유전자를 식별하는 데 도움을 줄 수 있다”고 설명했다.

이런 유전자들은 당뇨병 병리에 대해 더 많은 것을 알려주고, 궁극적으로 치료 목표가 될 수 있다는 것.

이번 연구는 비슷한 체질량지수나 허리둘레를 가진 동아시아인과 유럽인 가운데 왜 동아시아인들이 유럽인보다 당뇨병 유병률이 더 높은가를 설명하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

연구팀은 다음 단계로 인구 집단과 관련된 발견을 결합해 어떤 유전자가 유전적 변이에 의해 변경되고, 이런 변화가 어떻게 질병을 일으키는지를 실험적으로 밝혀볼 계획이다.

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