국내 연구진이 인슐린에 의한 혈당 조절에 관여하는 단백질의 새로운 기능을 발견하고 그 조절 기전을 규명했다.

전남대 최흥식 교수 연구팀과 고려대 구승회 교수 연구팀은 인슐린에 의한 새로운 당 조절 메커니즘 규명에 관한 연구를 미래창조과학부가 지원하는 리더연구자지원사업과 중견연구자지원사업을 통해 공동 수행했다.

인슐린은 혈액 내의 포도당을 글리코겐 형태로 저장하거나 간의 당신생합성을 억제함으로써 체내 당 균형을 유지하는 호르몬으로이다. 인슐린 분비에 이상이 생겨 발생되는 당뇨병은 포도당이 적절히 제거 혹은 저장되지 못해 소변으로 배설되면서 각종 합병증을 일으키는 심각한 대사질환이다.

인슐린은 간에서 당신생합성에 필요한 효소인 지식스피에이즈(G6Pase)와 펩시케이(PEPCK)의 유전자 발현을 조절하는 폭소1 단백질을 억제함으로써 당 농도를 조절한다고 알려져 있으나 더 자세한 메커니즘은 알려지지 않았다.

이번 연구에서는 절식 후 다시 먹이를 먹인 쥐에서 인슐린 분비가 증가하자 분비된 인슐린에 의한 스마일(SMILE)이라는 단백질의 유전자 발현의 증가와 함께 당을 증가시키는 효소인 지식스피에이즈(G6Pase)와 펩시케이(PEPCK)의 유전자 발현이 스마일에 의해 현저히 감소하는 사실이 확인됐다.

또 간세포주나 쥐의 간으로부터 분리한 1차 배양세포에서도 같은 결과를 확인할 수 있었다. 반면에 유전적으로 인슐린 수용체가 손상된 쥐 혹은 비만 모델 쥐에서는 스마일 단백질이 증가되지 않아 당 합성이 억제되지 못하고 혈당이 높아지는 것이 확인됐다.

이번 연구의 성과는 섭식 활동 후 분비된 인슐린에 의해 발현된 스마일(SMILE)이라는 단백질이 당을 생성하는 효소의 유전자 발현을 억제하여 당 농도를 조절한다는 새로운 메커니즘을 밝혀냄으로써 스마일 단백질을 제어할 수 있는 물질을 개발한다면 새로운 당 조절 및 당뇨병 치료제 개발에 응용할 수 있을 것으로 보인다.

최흥식 교수는“이번 연구 결과를 통해 인슐린의 당 조절에 대한 새로운 기전을 규명함으로써 인슐린의 기능과 관련된 기초 지식을 제공하고 향후 새로운 당뇨병 치료제 개발에 중요한 토대를 마련하였다”고 연구 의의를 밝혔다.

이번 연구 결과는 당대사 및 당뇨 분야에서 권위 있는 학술지인 다이어비티즈(Diabetes) 온라인판 9월 4일자에 게재 됐으며, 논문명은 Insulin-inducible SMILE inhibits hepatic gluconeogenesis, 저자 정보는 최흥식 교수(공동 교신저자, 전남대), 구승회 교수(공동 교신저자, 고려대), 이지민 박사(공동 제1저자, 전남대), 서우영 박사 (공동 제1저자, 성균관대) 등이다.