수술 없이 비만대사수술 효과 구현한다…'장 포도당 배출' 기전 규명

세브란스병원·연세대 의대 연구팀
"새로운 당뇨병 및 체중 감량 치료제 개발 기대"

비만대사수술 이후 나타나는 혈당 개선 효과의 핵심 기전 중 하나인 '장 포도당 배출'을 조절하는 분자 경로가 규명됐다. 향후 수술 없이도 약물로 비만대사수술의 대사 개선 효과를 재현할 가능성이 제시됐다는 평가다.

왼쪽부터 구철룡 세브란스병원 내분비내과 교수, 강진우 연세대 의대 내과학교실 교수. 세브란스병원

구철룡 세브란스병원 내분비내과 교수와 강진우 연세대 의대 내과학교실 교수 연구팀은 장을 통해 혈액 속 포도당을 장관 내로 배출시키는 분자 신호 경로를 규명했다고 12일 밝혔다. 연구에는 신약개발 기업 아론티어 손인석 연구팀이 공동 참여했다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 최근 게재됐다.

제2형 당뇨병은 인슐린 분비 부족이나 인슐린 저항성으로 혈당이 높아지는 질환이다. 전 세계적으로 환자가 빠르게 증가하고 있지만 기존 약물 치료만으로는 근본적인 대사 개선에 한계가 있다는 평가가 많다.

고도비만 환자에게 시행되는 비만대사수술은 혈당 조절과 체중 감소 효과가 뛰어난 치료법으로 알려졌다. 다만 수술 부담과 합병증 우려 때문에 실제 수술 시행률은 대상 환자의 1% 미만에 머물러 대체 치료 전략이 필요하다는 지적이 제기됐다.

연구팀은 비만대사수술 이후 관찰되는 '장 포도당 배출' 현상에 주목했다. 이는 혈액 속 포도당이 장 상피세포로 이동한 뒤 장관 내강으로 배출돼 대변으로 제거되는 과정이다.

연구팀은 비만대사수술 환자의 소장 조직과 다양한 장내 포도당 배출 모델의 전사체 데이터를 통합 분석했다. 여기에 아론티어의 인공지능 기반 신약개발 플랫폼을 활용해 100만 건 이상의 유전자 발현 데이터를 비교 분석했다.

그 결과 단백질 인산화효소 C(PKC)의 활성 패턴이 포도당 배출 상태와 높은 연관성을 보이는 것으로 나타났다. 특히 PKC 아형 가운데 비정형 PKC가 포도당 수송체 GLUT1을 통해 장내 포도당 배출을 촉진하는 핵심 경로로 확인됐다.

당뇨병 마우스 모델에서 장 조직의 비정형 PKC를 선택적으로 활성화하자 혈액 속 포도당이 장 상피세포를 거쳐 장관 내강으로 이동하는 현상이 증가했고 혈당도 함께 감소했다. 연구팀은 또 AI 기반 분석으로 도출된 후보물질 '프로스타틴(Prostatin)'이 비정형 PKC를 활성화해 같은 기전을 강화하는 것도 확인했다.

구 교수는 "비만대사수술 이후 나타나는 혈당 개선 효과를 설명하는 분자생물학적 근거를 제시했다"며 "해당 신호경로를 표적으로 하는 당뇨병 및 체중 감량 치료제 개발로 이어질 가능성이 있다"고 말했다.

박정연 기자 jy@asiae.co.kr