염증조절 유전자가 발견되면서 염증과 당뇨의 상관관계가 명확히 드러났다. 염증 반응이 억제되면 혈당이 떨어지고, 염증 반응이 활성화되면 혈당이 높아진다는 것이다.

한국생명공학연구원 세포치료제연구센터 최인표 박사 연구팀은 스위스 연구팀과 공동으로 교육과학기술부(이하 교과부)가 지원하는 글로벌연구실(grl)사업에 참여해 염증조절 유전자를 규명하고, 염증과 당뇨병과의 상관관계를 명확히 밝혀냈다.

이 연구결과는 생명과학분야 세계적 권위지인 네이처(nature)의 자매지인 nature immunology에 21일 게재됐다.

연구팀은 염증과 당뇨를 동시에 조절할 수 있는 두 개의 유전자 vdup1와 nlrp3를 발견했다. vdup1와 nlrp3가 세포 내에서 결합을 통해 염증과 인슐린을 생성하는 베타세포의 기능을 조절하는 것을 확인해 염증과 당뇨의 관계를 밝혀냈다.

최근 염증반응은 암, 당뇨 등 많은 질환에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 염증반응을 조절하는 중요한 인자는 염증 싸이토카인(cytokine)들이다. 이들 싸이토카인들은 여러 면역세포들에서 발현되며 우리 몸의 중요한 기능을 조절하는 중요한 단백질들이다. 이들 중 il-1은 가장 먼저 밝혀진 염증 싸이토카인으로 가장 중요한 염증조절 인자.

il-1은 전구체 il-1 상태로 세포 안에 저장돼 있다가 염증신호가 오면 잘려져서 활성을 갖는 il-1으로 만들어진 후 세포 밖으로 나가 여러 기능을 조절한다. 이때 염증신호를 받아 il-1 분비를 조절하는 단백질들이 세포 내에 있는데 이들을 inflammasome(염증조절결합체)라고 부른다. 이 염증조절결합체는 여러 단백질의 결합체로 핵심 단백질은 nlrp3로 확인됐다. nlrp3 유전자가 결핍이 되면 il-1 분비에 문제가 생긴다.

또 연구팀은 염증조절결합체를 이루는 새 유전자 txnip(vdup1)를 밝혀냈다. vdup1은 nlrp3와 결합해 il-1 분비에 핵심적인 역할을 담당했다. 즉, 두 유전자 중 하나만 결핍되도 il-1 분비와 염증반응이 문제가 된다는 것.

더불어 il-1의 저해제를 처리하면 고혈당증이 억제되고, 당뇨 환자에서 vdup1이 증가되며, vdup1 유전자가 결핍이 된 생쥐에서는 혈중 포도당이 떨어진다는 사실을 활용해 포도당 주입시 체장세포에서 vdup1이 증가하고, 인슐린 주입시 vdup1이 감소함을 확인했다.

vdup1과 nlrp3가 결핍이 된 췌장세포에서는 포도당에 의한 il-1 분비가 현격히 감소된다는 사실도 규명했다. 또 인슐린을 처리하면 베타세포에서 포도당에 의한 vdup1의 발현을 억제하고 il-1 생산이 억제된다는 사실을 알아내고 vdup1-nlrp3 결합체는 베타세포에서의 포도당에 의한 il-1 생산, 염증조절에 중요한 역할을 함을 관찰했다.

교과부는 "이 연구결과는 앞으로 염증조절 그리고 염증과 당뇨병의 상관관계 그리고 염증과 당뇨병 질병의 치료제를 개발하는데 중요한 기반이 될 것으로 기대된다"고 밝혔다.

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