이인규 경북대 교수팀, 인슐린 저항성 낮춘 당뇨병 新치료법 제시

"미토콘드리안 효소 PDK4 결핍 시 인슐린 저항성 개선"

경북대 의대 이인규 교수(왼쪽)와 대구가톨릭대 의대 임재찬 교수 [한국연구재단 제공]

국내 연구팀이 성인에게 흔한 제2형 당뇨병에 대한 새로운 치료법 개발에 한걸음 다가섰다.

한국연구재단은 경북대 이인규·대구가톨릭대 임재찬 교수 연구팀이 근육에서 세포소기관의 상호 작용을 제어해 당뇨병을 치료하는 가능성을 제시했다고 16일 밝혔다.

우리나라에서는 30세 이상 성인 7명 중 1명꼴(14.4％)로 제2형 당뇨병을 앓고 있다. 제2형 당뇨병은 인슐린 저항성이 증가하면서 발병한다. 제1형의 경우엔 인슐린이 전혀 분비되지 않아서 생긴다.

인슐린 저항성은 식후 혈당을 낮추는 인슐린 작용이 정상보다 낮아진 상태를 뜻한다. 현재 처방되는 약물요법은 대부분 증세를 관리하는 게 목적이다. 근본적인 치료가 안된다는 뜻이다.

이에 연구팀은 근육 세포소기관에서부터 질병 원인을 찾아 나섰다.

연구팀은 근육에서 미토콘드리아(생체에 필요한 에너지를 생산하는 세포소기관) 효소인 PDK4가 세포소기관을 조절해 인슐린 저항성이 유발된다는 사실을 확인했다.

비만 동물의 근육에서 PDK4가 증가하면 미토콘드리아와 소포체(단백질 및 지질 합성, 칼슘 저장 등을 담당하는 세포소기관) 사이의 연결이 과도하게 증가했다. 이 네트워크를 통해 미토콘드리아로 칼슘 유입이 증가하면서 미토콘드리아 기능 부전과 인슐린 저항성이 생긴 것이다. 

반대로 PDK4가 결핍되면 미토콘드리아·소포체 상호작용이 억제되면서 근육 인슐린 저항성이 개선됐다. 실제 PDK4가 결핍된 생쥐 실험에서 미토콘드리아-소포체의 상호작용이 억제돼 근육의 인슐린 저항성이 개선됨을 보였다.

PDK4 증가에 따른 미토콘드리아·소포체 상호작용 증가와 인슐린 저항성 발생 설명도[한국연구재단 제공]

이인규 교수는 "지난 연구에서 PDK4를 억제해 간의 포도당 생성을 제어한 데 이어 이번엔 근육의 인슐린 저항성을 향상했다"며 "PDK4를 억누르는 신규 당뇨병 치료제 개발을 위해 연구를 이어갈 것"이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업과 바이오·의료기술개발사업 지원으로 수행했다. 성과를 담은 논문은 지난해 12월 6일 관련 분야 최고 권위지 '당뇨병'(Diabetes)에 실렸다.