당뇨병 발병 원인 규명…면역세포 미토콘드리아 기능 이상

인체 호르몬으로 미토콘드리아 조절 및 당뇨 치료 기대



[caption id="attachment_395823" align="aligncenter" width="629"] GDF15에 의한 당뇨병 개선 확인 모식도.[/caption]



[한의신문=김대영 기자] 면역세포인 대식세포의 미토콘드리아 기능 이상으로 만성 염증이 발생하며 이것이 당뇨병의 발병 원인임을 규명한 연구결과가 나왔다.

이는 당뇨 치료에 대한 새로운 패러다임을 제시한 것이어서 주목된다.



대표적 대사질환인 당뇨병은 현대인의 건강을 위협하는 무서운 질병 중 하나로 우리나라에서도 2030년에는 500만명 이상의 당뇨병 환자가 발생할 것으로 예측되고 있다.

당뇨병의 근본적 발생원인은 인슐린 저항성에 있다.

인슐린 저항성은 제2형 당뇨병의 주요 병인일 뿐 아니라 포도당 대사의 장애를 일으켜 혈당의 상승을 유도하고 고인슐린혈증을 초래해 혈압을 상승시켜 고혈압 및 심혈관 질환, 협심증을 유발한다.

비만이 발생하면 근육과 지방세포, 간에서 기능 이상이 생겨 각각의 조직으로 대식세포의 유입이 일어나 대식세포 수가 증가하는 현상이 나타나는데 이는 각 조직의 인슐린 저항성을 증가시키며 결국 몸 전체의 인슐린 저항성과 염증반응을 유도한다.

그동안 연구를 통해 인슐린 저항성과 지방 내 대식세포의 축적이 관련 있고 지방세포에서 분비하는 사이토카인 등이 대식세포의 유입과 축적에 중요한 요인으로 밝혀지고 있지만 구체적인 발병 과정이나 이를 이용한 당뇨 치료 가능성은 여전히 명확하지 않았다.



이러한 가운데 송민호 교수(충남대학교) 연구팀이 면역세포의 미토콘드리아를 타겟으로 당뇨병을 치료할 수 있는 가능성을 제시했다.

대식세포에서 미토콘드리아 기능 이상이 생기면 지방 내 염증과 인슐린 기능 저하가 악화된다는 사실을 규명함으로써 당뇨병 환자에게서 염증이 증가돼 있다는 역학 연구들의 근본적인 기전을 밝혀낸 것이다.



또한 미토콘드리아 기능 이상에 대한 방어 기작으로 인체 호르몬인 GDF15가 분비되고 이 호르몬은 미토콘드리아의 지방산 산화 반응을 도움으로서 기능을 개선시키는데 동물실험 결과 GDF15 투여 시 지방 내 염증 대식세포가 37%에서 30%로 감소하고 몸무게도 6% 정도 눈에 띄게 줄어들었다.

이를 통해 GDF15의 지방 내 염증 완화에 의한 전신 당뇨병 치료 효과를 확인한 셈이다.



현재의 당뇨병 치료제는 질병의 원인을 해결하는 치료법이 아니라 혈당 감소효과에 주된 초점이 맞춰져 있으며 당뇨병 환자의 주 사망원인인 대혈관 합병증의 발생을 억제하지 못하는 실정이다.

당뇨병의 미충족 의료수요(unmet needs)를 해결하기 위해서는 독창적 병인 개념을 확립하고 이를 기반으로 치료법을 도출함으로써 당뇨병의 발생 및 진행을 억제하는 것이 필수적인 상황에서 GDF15에 의한 당뇨병의 전환, 진행에 관여하는 미토콘드리아 기능개선 효과를 확인함으로서 GDF15의 분자생물학적 역할을 확립하고 인슐린 저항의 새로운 치료 패러다임을 제시했다는 점에서 의의가 크다.



송민호 교수는 “이번 연구를 통해 면역세포의 미토콘드리아의 기능 이상이 당뇨병의 원인임을 밝혀냈다”며 “혈당 감소에만 초점이 맞추어진 기존 당뇨병 치료제의 한계를 극복하고 인체 내 호르몬에 의해 미토콘드리아의 기능을 조절함으로써 염증 완화, 당뇨병을 치료하는 새로운 비전을 제시했다”고 설명했다.



한편 이번 연구(논문 명 : Reduced oxidative capacity in macrophages results in systemic insulin resistance)는 과학기술정보통신부‧한국연구재단 기초연구사업(글로벌연구실, 중견연구)의 지원으로 수행됐으며 국제학술지 네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications) 4월19일자에 게재됐다.