이명식·정혜승 공동연구팀 세계 첫 규명
'Cell Metabolism' 게재…세포내 소기관 사멸·재생 메커니즘 연구
'자가포식'(Autophagy)이라는 세포사멸(死滅) 메커니즘이 당뇨병 발병 기전에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀져 당뇨병 치료에 새로운 돌파구가 열릴 전망이다.
이명식 성균관의대 교수(삼성서울병원 내과), 정혜승 서울의대 교수(서울대병원 내과), 일본 Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science의 타나카 교수·코마쓰 박사, 가톨릭의대 김 진·윤건호 교수 공동 연구팀은 자가포식이 인슐린을 분비하는 췌장 세포의 구조 및 기능유지에 중요한 역할을 한다는 사실을 세계 최초로 규명, 'Cell Press'에서 발간하는 내분비대사 당뇨병 분야의 저명 학술지인 <Cell Metabolism> 인터넷판 8일자에 발표했다.
공동 연구팀은 자가포식 기능이 제거된 녹아웃(knockout) 마우스 모델을 제작, 3년 동안 연구한 결과, 자가포식이 인슐린을 분비하는 췌장 베타세포의 구조 및 기능 유지에 중요한 역할을 한다는 사실을 규명했다. 연구팀은 자가포식 기능이 억제된 마우스의 췌장 베타세포에서는 세포내 소기관의 변화로 인해 베타세포의 정상적인 재생이 이뤄지지 않고 쉽게 사멸, 베타세포의 양이 감소하고, 인슐린 분비의 저하와 혈당 상승이 동반된다는 사실을 밝혀냈다.
이번 연구는 지금까지 사용되고 있는 당뇨병 치료제와는 전혀 다른 접근법인 자가포식을 조절함으로써 당뇨병을 조절할 수 있다는 기전을 밝혀냈다는 점에서 주목받고 있다.
자가포식은 세포 전체의 사멸을 다루는 자연사(Apoptosis)나 괴사(Necrosis) 등과 달리 미토콘드리아·형질세망(endoplasmic reticulum) 등 세포내 소기관의 사멸이나 재생과 관련이 있는 새로운 형태의 세포사멸. 최근 연구결과에 의하면 세포내 소기관은 평상시 정적인 상태를 유지하는 것이 아니라 끊임없이 사멸하고 재생하는 과정을 겪고 있음이 밝혀졌다. 낡거나 퇴행성 변화를 겪은 세포내 소기관은 소멸돼 새로운 세포내 소기관을 재생하는데 필요한 영양 공급원이 된다.
자가포식은 세포내 소기관의 사멸 및 재생을 통해 세포 전체를 사멸에서 보호하기도 하고, 세포 전체의 사멸을 유도하기도 한다.
자가포식에 의한 세포내 소기관의 끊임없는 사멸·재생의 생리적 기능 및 임상적 의미가 불분명했으나 최근 연구에서는 자가포식이 암·퇴행성 신경질환 등에 중요한 역할을 한다는 결과가 제시되고 있다.
자가포식이 당뇨병 또는 내분비대사 질환에 관해 어떠한 역할을 하는지에 대한 연구결과가 제시된 것은 이번 연구가 처음이다.
이·정 교수팀의 이번 연구는 교육과학기술부가 지원하는 21세기 프론티어 연구개발사업의 하나로 수행한 것이다.
