"장 미생물로 당뇨병성 인지장애 예방치료"

서울대, 뷰티르산의 미토콘드리아 자가포식 기능회복 기전 규명

장내미생물로 당뇨병성 인지장애를 예방 또는 완화할 수 있는 길이 열렸다.

한국연구재단은 서울대 한호재 교수 연구팀이 장내미생물 대사산물인 뷰티르산으로 미토콘드리아 자가포식 기능을 회복시켜 당뇨병성 인지장애를 예방·완화하는 기전을 규명했다고 19일 밝혔다. 

뷰티르산에 의한 당뇨병성 인지장애 회복 기전. 한국연구재단

당뇨병 환자의 만성적인 고혈당 환경은 신경세포 사멸을 일으켜 신경퇴행성 질병의 원인이 될 수 있다. 

특히 손상된 미토콘드리아를 제거하는 자가포식 기능의 장애는 신경세포 사멸을 유도해 인지장애를 유발할 가능성이 있지만, 이에 대한 분자·세포적 기전연구가 미흡한 실정이다.

연구팀은 당뇨병모델 동물 및 세포를 활용해 장내미생물 및 관련 대사산물의 변화를 조사, 당뇨병성 인지장애 발생과의 상관관계 규명에 나섰다.

이를 통해 당뇨병모델 동물의 대변에서 장내미생물 구성 및 대사체를 분석한 결과 단쇄지방산 중 뷰티르산을 생산하는 장내미생물 수와 혈장 뷰티르산 농도가 유의성 있게 감소한 것을 확인했다.

단쇄지방산은  장 내에 서식하는 미생물이 생성하는 물질로, 장관세포의 면역반응을 조절하고 암 발생과 비만, 지질대사, 당뇨 등의 질병 개선 효과를 갖는다.

때문에 미토콘드리아의 자가포식 작용을 도와주는 뷰티르산이 제 기능을 하지 못해 손상된 미토콘드리아를 제거하지 못하고, 이로 인해 신경세포가 사멸하면서 당뇨병성 인지장애로 이어짐을 의미한다.

실제 뷰티르산을 당뇨병 질환 모델 동물에 투여한 결과 미토콘드리아 자가포식을 매개하는 파킨(Parkin) 단백질 발현이 증가하며 미토콘드리아 자가포식 과정이 정상화됐고, 이를 통해 당뇨병성 인지 장애가 완화됨을 확인했다.

뷰티르산에 의한 당뇨병성 미토콘드리아 자가포식 기능 부전 회복 기전. 한국연구재단

한 교수는 “뷰티르산이 당뇨병성 인지 장애를 포함한 신경퇴행성 질환의 예방과 치료 물질로 활용될 수 있다는 새로운 기전을 제시했다”며“향후 대사성 질병에 기인한 뇌질환을 예측하고 치료제로 활용할 수 있는 프리바이오틱스와 심바이오틱스 제제 개발에 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

한편 이번 연구성과는 세포생물학 분야 저명 국제학술지 ‘오토파지(Autophagy)’3월 6일 온라인판에 게재됐다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.com