비만성 당뇨의 신규 유전자 발견... 당뇨치료 해법 찾았다

[대전=이데일리 박진환 기자] 국내 연구진이 초파리의 질환모델시스템을 통해 비만으로 인한 당뇨병의 새로운 원인유전자(tribbles/TRB3)를 발견했다.

한국생명공학연구원은 유권·이규선 박사(공동 교신저자)가 비만성 당뇨 초파리 질환모델시스템 개발을 통해 비만으로 인한 당뇨병의 새로운 원인유전자(tribbles/TRB3)를 발견하고, 분자기전 규명에 성공했다고 4일 밝혔다.

비만은 과도한 음식의 섭취 또는 에너지 대사가 현저히 낮아질 때 발생한다.

체지방이 전신에 비정상적으로 축적된 상태로 지방세포의 크기 및 세포수가 증가하게 되면 지방조직에서 생성된 각종 대사산물과 내분비호르몬, 염증 유도인자의 증가를 초래한다.

이러한 변화로 근육 및 간 등 다양한 조직에서 인슐린저항성, 즉 포도당의 흡수 및 대사 이상을 유도해 비만성 당뇨가 유발되는 것으로 알려졌다.

이에 연구팀은 초파리 모델을 특수하게 제작된 고지방식 (high fat diet media)에서 배양해 ‘체중 증가-고지혈-고혈당-인슐린저항성’ 등의 대표적인 당뇨 표현형을 그대로 모사하는 모델을 제작했다.

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

이어 비만성 당뇨 모델에서 지방조직에서 발현이 증가한 TGF-β/gbb 단백질이 tribbles/TRB3 유전자의 발현을 직접적으로 유도하는 것을 최초로 발견했다.

연구팀은 고지방식을 지속한 경우에도 TGF-β/gbb 또는 tribbles 유전자의 발현을 낮춰주거나 기능을 차단하면 비만성 당뇨가 발병하지 않으며, 정상 수준의 지방 및 당대사가 유지되는 것을 확인했다.

유권 박사는 “최근 분자유전학 분야의 중요한 질환 모델인 초파리가 대사질환에서 새롭게 주목받고 있다. 이번 연구를 통해 ‘비만성 당뇨 초파리 모델’을 성공적으로 확립했다”며 “이 모델은 향후 당뇨의 정확한 원인 및 병인 기전을 밝히는 데 폭넓게 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

그러면서 “당뇨 치료제 개발을 위한 기초 전임상 연구 모델로서의 가능성도 매우 높다”고 전했다.

한편 한국생명공학연구원 유권·이규선 박사(공동 교신저자)가 주도하고, 홍승현 박사(제1저자)가 수행한 이번 연구는 농촌진흥청의 농업과학기술협동연구사업과 한국연구재단의 신진연구지원사업의 지원으로 수행됐으며, 세계적인 과학 학술지인 Nature지의 자매지 Scientific Reports(IF 5.525) 8월 3일자 온라인 판에 게재됐다.

비만성 당뇨를 유도하는 TGF-β/gbb 신호전달 경로.