▲ 이명균 교수

세포의 자가포식 기전을 이용해 당뇨병을 치료할 수 있다는 가능성이 나왔다.

자가소화작용이라고도 불리는 자가포식은 기능이 상실된 미토콘드리아 등 세포 소기관과 변성 단백질, 축적된 지방을 분해해 세포 내부 항상성과 세포 생리 기능을 유지하는 과정이다.

연세의대 의생명과학부 이명식 교수팀(내분비내과)은 자가포식 활성을 증진시키면 당뇨병 및 대사증후군 치료가 가능하다는 사실을 확인했다고 밝혔다.

연구팀은 한국화학연구원에서 제공받은 총 7,520개의 화합물 라이브러리의 후보 물질 중 자가포식 증진 물질(MSL)을 찾았고, 이 물질이 기존에 알려진 자가포식 증진제와 다르게 mTOR (mamalian target of rapamycin)을 조절하지 않는 상태에서 칼시뉴린을 활성화하고, 활성된 칼시뉴린이 자가포식 주요조절 인자인 TFEB의 활성을 이끄는 것을 확인했다.

이렇게 MSL 물질로 유도된 자가포식으로 인해 세포내에 쌓인 지방이 감소되고, 비정상적인 미토콘드리아가 효과적으로 제거된다는 내용도 밝혀냈다. 궁극적으로 실험용 마우스를 통해 지방 및 비정상적 미토콘드리아를 제거함으로써 당뇨병을 치료할 수 있다는 가능성도 확인했다. 

하지만 고지방식이에 의한 당뇨병 마우스 모델에서는 MSL 이 뚜렷한 당뇨병 개선 효과가 나타나지 않았고, 이를 위해 MSL 물질의 활성도를 현저히 높인 MSL-7 물질을 합성해 고지방식이로 발생한 당뇨병 모델에서도 치료효과를 거둘 수 있었다.

연구책임을 맡은 이명식 교수는 “자가포식 증진을 통해 당뇨병을 치료할 수 있다는 실마리를 제시했다는 점이 중요하다. 새로운 자가포식 증진물질인 MSL은 비만 관련 당뇨질환 치료 약물로 활용 될 가능성이 높다. 앞으로 연구가 더 진행되면 당뇨병 뿐 아니라 자가포식 조절이 중요 발병 기전으로 생각되는 알츠하이머 병 등의 퇴성성 신경질환, 노화 억제 치료 분야에도 자가포식 증진제가 적용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이명식 교수팀은 지난 2008년, 췌장소도세포에서 자가포식 기능이 떨어졌을 때 인슐린 분비가 저하된다는 논문 발표해 자가포식과 대사 질환과의 관계를 세계 최초로 보고하였으며, 뇌의 시상하부에서 자가포식 기능이 저하되면 렙틴 저항성이 발생해 식욕조절이 되지 않고 비만하게 된다는 연구결과를 발표했다.

또한, 근육과 간에서 자가포식 기능이 떨어지면 ‘Mitokine‘ 이 분비된다는 것을 발견해 학계의 이목을 끌은 바 있다.

이번 연구결과는 '대사 증후군 및 당뇨병 치료를 위한 신규 자가포식 증진제'라는 제목으로 세계적 과학 학술 저널 NATURE의 자매지인 NATURE COMMUNICATIONS 최근호에 게재됐다.