췌장의 생체 시계가 잘 맞지 않으면 인슐린과 글루카곤 분비가 교란되는 것으로 보고됐다. 녹색은 인슐린 분비 베타 세포, 적색은 글루카곤 분비 알파 세포. [제네바 의대 디프너 랩 제공. 재판매 및 DB 금지]

텍사스대 사우스웨스턴 메디컬 센터(UTSW) 연구팀이 글루카곤을 생성하는 췌장의 알파 세포를 베타 세포로 전환해 인슐린 분비를 획기적으로 늘리는 당뇨병 치료법을 개발했다.

인슐린은 혈당을 낮추는 반면, 클루카곤은 혈당을 높이는 호르몬이다. 당뇨병은 췌장의 인슐린을 분비하는 췌장의 베타 세포가 면역 과민반응 등으로 고장 나 인슐린 생성과 분비가 원활하지 않을 때 나타난다. 

연구팀은 당뇨병 연구 석좌교수로 재직 중인 필리프 셰러 박사의 주도하에 생쥐 실험에서 글루카곤이 간(肝)세포 수용체와 결합하는 걸 단클론 항체(monoclonal antibodies)로 막아내 알파 세포가 베타 세포로 전환하도록 하는 데 성공했다. 이들은 이와 같은 내용의 관련 논문을 2일(현지 시각) 미국 국립과학원회보(PNAS)에 재출했다.

이러한 방식의 치료법은 1형 당뇨병과 2형 당뇨병에 모두 효과가 있을 것으로 기대된다. 2형 당뇨병 환자에겐 신체 조직의 인슐린 내성이 문제를 일으킨다. 췌장의 베타 세포가 과도하게 인슐린을 만들다가 탈진해 죽는 것이다. 전체 환자의 약 10%를 차지하는 1형 당뇨병에선 자가면역 공격으로 베타 세포가 사멸한다.

기존 당뇨병 치료법 연구는 대부분 베타 세포와 인슐린 조절에 초점을 맞췄다. 그러나 최근 글루카곤과 간세포 수용체의 결합을 막으면 당뇨병 환자의 혈당 조절이 도움이 된다는 연구 보고가 나오면서 글루카곤을 활용한 치료법이 눈길을 끌기 시작했다.

UTSW 연구팀은 인간의 중화항체처럼 행동하는 인공 단클론 항체로 당뇨병 생쥐에 실험했다. 생쥐의 유전자를 조작해 베타 세포를 제거한 뒤 1주일간 지속해서 인공 항체를 투여하자 생쥐의 혈당치가 떨어졌고, 이런 효과는 투여를 중단해도 수 주 동안 이어졌다. 아울러 베타세포를 포함해 췌장의 세포 수도 확연히 늘어났다.

계통 추적(lineage tracing) 기술로 확인한 결과 단클론 항체가 알파 세포 가운데 일부를 베타 세포로 바뀌게 압박한 것으로 드러났다. PANIC-ATTAC로 명명된 이 생쥐 모델은 1형과 2형 당뇨병에서 공통으로 관찰되는 베타 세포 결실을 겪었지만 1형 당뇨병을 부추기는 자가면역 반응은 나타나지 않았다.

연구팀은 이어 자가면역 반응으로 베타세포가 죽은 비(非) 비만성 당뇨병 생쥐 모델(NOD)에 인공 단클론 항체를 투여했으며, 해당 모델은 면역세포가 활성화한 상태에서도 베타세포가 다시 생겼다. 

이는 단클론 항체 투여가 인간의 1형 당뇨병에도 효과적일 수 있음을 시사한다. 연구팀은 인공 항체로 알파 세포가 베타 세포로 전환하도록 압박하는 방식이 특히 1형 당뇨병에 희망적일 수 있다고 전망했다. 1형 당뇨병 환자의 베타 세포는 오랜 세월 자가면역 공격을 받고 사멸하지만, 알파 세포는 대부분 존속하기 때문이다.

이 연구에 참여한 윌리엄 홀랜드 유타대 교수(전 UTSW 조교수)는 “췌장에서 죽는 세포는 알파 세포가 아니다”라면서 “알파 세포가 베타 세포로 전환하게 조작할 수 있다면 1형 당뇨병 환자에게 유망한 치료가 될 수 있다”라고 말했다.

연구팀은 이러한 방식의 치료법이 체내 인슐린 생성을 늘려 인슐린 주사나 인슐린 펌프보다 혈당 조절과 삶의 질 향상에 유리하다고 강조했다. 최고의 인슐린 펌프를 활용해도 하루 중 혈당치가 크게 오르내리는 건 막을 수 없기 때문이다.

한편 연구팀은 유사한 원리의 단클론 항체 치료제를 실제 당뇨병 환자에게 적용하는 임상 시험을 준비하고 있다.
 

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