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당뇨병 치료제, 알파 세포를 베타 세포로 변환
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입력일 : 2021-03-06 11:05:15 |
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 | | ▲글루카곤 수용체 차단제의 작동 기전이 밝혀졌다. (사진=DB) |
［메디컬투데이 한지혁 기자］
글루카곤 수용체 차단제의 작동 기전이 밝혀졌다.
5일, 텍사스 대학교 연구진은 글루카곤 수용체를 억제하는 당뇨병 치료제의 작동 기전을 밝혀내, 이를 ‘미국국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재했다.
인체에서, 혈액 내 포도당 농도는 인슐린과 글루카곤의 두 호르몬의 반대 효과를 통해 최적의 수준으로 유지된다.
췌장의 알파 세포는 글루카곤을 생성해 혈류로 방출되는 포도당의 양을 증가시키고, 베타 세포는 인슐린을 생성해 체내 세포들이 혈류에서 포도당을 흡수하도록 자극한다.
제1형 당뇨병의 경우 면역체계가 베타세포를 파괴해 인슐린 생산을 감소시키고, 제2형 당뇨병의 경우 인체가 인슐린에 내성이 생겨 베타 세포는 과량의 인슐린을 생산하다가 과부하에 걸린다.
쥐를 대상으로 한 선행 연구를 통해 글루카곤 수용체를 차단하는 항체 치료제가 높아진 혈당 수치를 정상화시킨다는 사실이 밝혀졌으나, 명확한 작용 기전은 알려지지 않은 상태였다.
치료제가 글루카곤 수용체를 차단할 때 어떤 일이 일어나는지 알아보기 위해, 연구진은 세 가지 다른 당뇨병 쥐 모델에서 실험을 설계했다.
첫 번째 쥐 모델은 유전적 돌연변이를 가지고 있어 특정한 화학적 치료를 가해 줬을 때 베타 세포가 사멸하는 개체였고, 이로 인한 인슐린 분비 감소로 혈당이 높아진 상태였다.
글루카곤 수용체 항체를 주입했을 때 쥐 모델의 혈당 수치는 크게 낮아졌는데, 놀랍게도 이러한 개선은 주사를 멈춘 후에도 몇 주 동안 지속되었다. 연구진은 쥐 모델에서 베타 세포의 수가 거의 7배 증가했다는 사실을 확인했다.
증가한 베타 세포들이 어디서 유래했는지 알아내기 위해, 연구원들은 혈통 추적법이라는 기술을 사용하여 췌장의 알파 세포에 라벨을 붙이고 몇 번의 분열 과정을 통해 그들을 추적했다.
그 결과, 연구진은 항체 치료제가 알파 세포 중 일부를 인슐린을 생성하는 베타 세포로 변환시켰다는 것을 발견했다.
그들은 제1형 당뇨병에서 발생하는 면역체계의 지속적인 공격에도 항체 치료제가 효과를 보이는지 알아보기 위해 다른 모델을 사용했는데, 여기서도 역시 베타 세포가 늘어나는 효과가 나타났다.
마지막으로, 연구진은 이러한 효과가 인간의 췌장 세포에서도 나타나는지 알아보기 위해 알파와 베타 세포가 적은 수로 존재하는 인간 췌장 조직을 생쥐에 이식했다.
해당 쥐 모델에 항체 치료제를 투여하자, 인간 췌장 조직의 베타 세포는 증식하여 높아진 혈당 수치를 회복하는데 도움을 줬다.
연구를 이끈 메이윤 왕 박사는 “당뇨병 환자들은 혈당을 통제하기 위해 최선을 다하지만, 최고급의 인슐린 주사로도 혈당의 변화를 막는 데에는 한계가 있다. 글루카곤 수용체 항체를 통한 베타 세포 복원 치료는 더 자연스러운 방식으로 환자들의 삶의 질 향상에 도움을 줄 수 있을 것이다”라고 말했다.
유타 대학교의 윌리엄 홀란드 박사는 “제1형 당뇨병 환자들의 경우 베타 세포만 공격을 받기 때문에, 정상적으로 존재하는 알파 세포들을 베타 세포로 바꾸는 것은 누구에게나 적용 가능한 치료법이 될 수 있을 것이다”라며, 이번 발견이 제1형 당뇨병 치료에 가지는 중요성을 강조했다.
메디컬투데이 한지혁 기자(hanjh3438@mdtoday.co.kr)
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