런던 - 임페리얼컬리지 게놈의학부문 필립 프로구엘(Philippe Froguel) 교수는 맥길대학, 프랑스국립과학연구센터, 덴마크 코펜하겐대학 등 각 나라의 연구자들과 공동연구에서 2형 당뇨병환자에서 근세포 인슐린 반응에 영향을 주는 유전자 변이를 발견, Nature Genetics에 발표했다.
교수는 “이번 지견은 새 치료 표적을 통해 당뇨병 치료의 희망을 주는 것”이라고 말했다.
IRS1 근처에 변이
지금까지 발표된 연구에 따르면 2형 당뇨병환자에서 췌장 인슐린 생산에 영향을 주는 복수의 유전자 변이가 발견됐다.
이번 연구에서는 근세포에서 인슐린을 이용한 에너지 생산능을 억제할 수 있는 유전자 변이가 처음으로 발견됐다.
2형 당뇨병환자는 충분한 인슐린을 생산할 수 없어 근세포, 간세포, 지방세포가 인슐린 저항성을 나타낸다.
인슐린이 부족하거나 세포가 인슐린을 적절히 이용할 수 없게 되면 세포가 혈당을 흡수해 에너지로 변환시킬 수 없게 된다.
또 지금까지 2형 당뇨병에서 인슐린 저항성에 기여하는 유전인자는 발견되지 않고 있다.
프로구엘 교수는 1만 4천명 이상의 유전자마커를 검색하여 2형 당뇨병에 관련하는 4종류의 변이를 발견했다.
이 가운데 하나는 인슐린에 의해 활성되면 혈당을 흡수하도록 세포에 지령을 내리는 단백질 인슐린 수용체 기질(IRS1)을 코드하는 유전자 근처에 나타났다.
교수는 “발견된 변이가 이 과정을 억제하여 세포가 혈당으로부터 에너지를 생산하는 능력을 저하시키는 것으로 보인다”고 말하고 “이 과정을 타깃으로 하면 2형 당뇨병의 새 치료제가 개발될 것으로 기대된다”고 말했다.
게놈와이드 분석에서 해명
프로구엘 교수는 새로운 유전자를 발견하기 위해 다단계 게놈와이드 관련 분석을 실시했다. 우선 프랑스인 1,376례의 게놈와이드 관련 데이터를 조사하고 2형 당뇨병과 관련하는 1만 6,360개의 1염기다형(SNP)을 발견했다. 또 4,977례의 프랑스인을 대상으로 이러한 유전자 변이를 조사했다.
이어 가장 밀접하게 관련하는 28개의 SNP를 선택하고 7,698례의 덴마크인을 대상으로 검색했다.
그 결과, 최종적으로 2형 당뇨병과 밀접하게 관련하는 4개의 SNP가 발견됐으며, 가장 유의한 변이는 IRS1 근처에 나타났다.
이번 지견을 평가하기 위해 한쪽이 2형 당뇨병환자인 덴마크인 쌍둥이의 골격근 생검 샘플을 분석했다.
그 결과, 2형 당뇨병환자는 IRS1 근처에 변이를 보였으며 이 변이가 근육의 인슐린 저항성을 초래한다는 사실이 판명됐다.
교수는 “이 변이는 IRS1에 의한 단백질 생산에 영향을 주고 SNP가 IRS1을 억제한다는 사실을 보여준다”고 말했다.