비타민D로 당뇨병 치료 가능

과학기술

비타민D로 당뇨병 치료 가능
新 화합물 개발, 비타민D 보호 효과 높여

2018.05.11 09:59 김병희 객원기자

평균 수명이 증가하고 과체중이나 비만한 사람이 늘어나면서 당뇨병도 함께 증가하고 있다.

미국질병관리본부(CDC)는 자국 내에 2형 당뇨병을 앓고 있는 사람이 2700만 명에 달하는 것으로 보고 있다. 전체 인구 가운데 8% 이상을 차지하는 숫자다. 우리나라는 대한당뇨병학회가 2013년도에 조사한 바에 따르면 30세 이상 성인 10명 중 1.2명이 당뇨병을 앓고 있고, 10명 중 2명이 당뇨병 전단계 상태인 것으로 추산된다.

미국 소크연구소가 최근 췌장에서 인슐린을 생산, 저장, 분비하는 베타세포를 보호함으로써 당뇨병을 치료할 수 있는 새로운 방법을 보고해 관심을 모은다. 베타세포가 기능을 못 하게 되면 인체는 혈당(포도당)을 조절하는 인슐린을 만들 수 없으며, 혈당치가 치명적인 수준까지 올라갈 수 있다.

연구팀은 널리 알려진 물질을 사용해 목표를 달성했다. 바로 비타민D다. 인체 세포와 실험 쥐 모델을 이용한 연구를 통해 비타민D는 손상된 베타세포 치료에 유용한 것으로 증명됐다. 연구팀은 이와 함께 암을 포함한 다른 질병 치료에 적용될 수 있는 유전자 조절에 대한 새로운 통찰도 제공했다. 이 연구 결과는 생명과학저널 ‘셀’(Cell) 10일자에 발표됐다.

동물 모델에서 비타민D 활성을 강화시켜 2형 당뇨병 진행을 억제한 모습. 왼쪽은 당뇨병을 가진 쥐의 췌장에 있는 손상된 인슐린 양성 B세포(빨간색), 오른쪽은 비타민D 활성제와 BRD9 억제제를 병용 투여해 B세포가 보호되고 있는 모습. CREDIT: Salk Institute

동물 모델에서 비타민D 활성을 강화시켜 2형 당뇨병 진행을 억제한 모습. 왼쪽은 당뇨병을 가진 쥐의 췌장에 있는 손상된 인슐린 양성 베타세포(빨간색), 오른쪽은 비타민D 활성제와 BRD9 억제제를 병용 투여해 베타세포가 보호되고 있는 모습. CREDIT: Salk Institute

“비타민D 수용체, 베타세포 생존의 중요 조절인자”

논문의 시니어 저자로 하워드 휴즈 의학연구소 연구원이자 분자 및 발달 생물학 석좌교수인 로널드 에반스(Ronald Evans) 박사는 ”우리는 당뇨병이 염증으로 인한 질병이라는 것을 알고 있다”며, “이번 연구에서 비타민D 수용체가 염증과 베타세포 생존의 중요한 조절인자임을 확인했다”고 밝혔다.

연구팀은 배아줄기세포에서 생성된 베타세포를 사용해, iBRD9이라는 화합물이 비타민D 수용체가 베타세포 생존을 증진하기 위해 비타민D와 결합할 때 이 수용체를 강력하게 활성화시킨다는 사실을 발견했다. 이 화합물은 이에 앞서 베타세포 생존을 향상시키는 화합물을 찾기 위한 선별검사에서 찾아냈다. 연구팀은 당뇨병을 가진 실험 쥐 모델에서 이 화합물과 비타민D 활성제 병용요법을 테스트한 결과 포도당 수치를 정상 수준으로 되돌릴 수 있었다고 밝혔다

논문 제1저자인 종 웨이(Zong Wei) 소크 유전자발현 실험실 연구원은 이번 연구가 “베타세포에서의 비타민D 역할 관찰로부터 시작됐다”고 말했다. 그는 “환자들 대상의 역학 연구를 보면 혈액 내의 높은 비타민D 농도와 당뇨병 위험 사이에 상관관계가 나타났으나 그 근본적인 메커니즘은 잘 몰랐다”며, “비타민만 가지고 베타세포를 보호하는 것은 어려웠으나 우리는 이 연결을 이용할 수 있는 몇 가지 아이디어를 얻게 됐다”고 설명했다.

연구진들. 앞줄 왼쪽부터 난하이 헤, 가브리엘 에스테파, 론 에반스, 루스 유, 뒷줄 왼쪽부터 에이지 요시하라, 마이클 다운즈, 웨이웨이 판, 종 웨이 연구원. CREDIT: Salk Institute

췌장암 등의 치료에도 활용 가능

기본적인 과정은 유전자가 단백질로 번역되는 방식인 전사(transcription)와 관련이 있다. 새로운 화합물을 비타민D와 결함시킴으로써 특정한 보호 유전자가 병에 걸린 세포에서보다 훨씬 높은 수준으로 발현되도록 했다.

논문 공저자이자 소크의 시니어 과학자인 마이클 다운즈(Michael Downes) 박사는 “비타민D 수용체를 활성화하면 유전자의 항염증 기능을 촉발해 세포가 스트레스 조건 아래에서도 살아남도록 도울 수 있다”며, “실험실에서 개발한 검색 시스템을 사용해 비타민D 경로를 초활성화시키는 중요한 퍼즐 조각을 찾아낼 수 있었다”고 밝혔다.

이번 연구는 한편 환자 치료에서 다른 여러 목표물에 약물을 주입할 수 있는 기본 메커니즘을 확인함으로써 여러 치료법에 널리 영향을 미칠 수 있을 것으로 보인다.

소크의 정규 연구원이자 논문 공저자의 한 사람인 루스 유( Ruth Yu) 박사는 “이번 연구에서 우리는 당뇨병에 대해 살펴보았으나 비타민D 수용체는 중요하기 때문에 비타민D의 효과를 높여야 하는 모든 치료법에서 보편적으로 사용될 수 있다”고 강조했다. 그는 “예를 들면 우리 연구실에서 이미 연구를 실시하고 있는 췌장암에서 이 수용체 관찰에 특히 관심을 보이고 있다”고 덧붙였다.

연구팀은 새로운 화합물이 실험 쥐에서 부작용을 일으키지는 않았으나 임상시험을 시작하기 전에 추가 검사가 필요하다고 말했다.

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