MEDI:GATE NEWS Pref-1 이용한 새 당뇨병 접근법 규명

기사입력시간 16.04.14 13:32최종 업데이트 16.04.14 13:32

가톨릭대 서울성모병원 내분비내과 윤건호 교수 연구팀이 Preadipocyte factor1(Pref-1) 인자를 이용한 췌관세포를 인슐린 분비세포로 유도하는 데 성공했다. 한국보건산업진흥원은 보건복지부 선도형특성화연구사업(선도형 면역질환 융합연구사업단) 지원을 받은 윤 교수팀이 당뇨병 치료를 위한 새로운 접근방법을 규명했다고 14일 밝혔다. 윤건호 교수는 "그동안 당뇨병 환자에서 인슐린 부족 현상을 해결하기 위한 다양한 방법에 대한 연구가 있어왔으나, 아직까지 임상에 적용되지는 못하고 있다. 췌관세포가 인슐린을 분비할 수 있는 기능을 획득할 수 있도록 유도시키는 새로운 방법을 찾았다는 데에 의의가 있다"고 설명했다. 이번 연구는 Nature의 자매지 Scientific Reports에 게재(4월 5일 온라인)됐다. 논문에 따르면, 당뇨병의 발생 원인인 인슐린 호르몬의 부족을 해결하기 위한 방법으로 인슐린을 분비하는 췌도세포를 이식하는 방법이 고안됐지만 췌도세포 이식을 위해 기증되는 장기의 수는 부족한 실정이다. 따라서 췌도세포를 대체할 수 있는 다양한 세포들에 대한 연구가 진행됐는데, 췌장을 구성하는 세포 중 하나인 췌관세포도 이들 중 하나로, 성인 췌장에 존재하는 줄기세포로 알려져 있다. 윤 교수팀은 췌관세포를 췌도세포와 같은 인슐린 분비 세포로 분화시키기 위해 Pref-1 인자를 이용했다. Pref-1은 미성숙한 지방세포인 지방전구세포에서 분비되는 단백질로 지방세포의 분화를 억제하는 물질로 알려졌다. 윤 교수팀은 췌장 성체 줄기세포로 알려진 췌관세포에서의 Pref-1의 역할 및 기전을 확인하고, 나아가 당뇨 모델의 혈당 조절에 미치는 Pref-1의 효과를 증명했다. 이번 논문에서는 단백질 및 플라스미드 DNA를 이용해 췌관세포 안의 Pref-1을 과발현시켰는데, 그 결과 췌도세포의 증식에 영향을 주는 단백질로 알려진 ERK1/2, Akt, FOXO1 등이 인산화 됐다. 주목할만한 것은 Pref-1에 의해 증가된 췌도세포 관련 단백질에 ▲ERK1/2 활성화 억제제인 PD98059 투여 시 인슐린 생성 관련 인자의 억제; FOXO1의 인산화, PDX1의 발현 ▲Akt 활성화 억제제인 LY294002 투여 시 인슐린 분비 관련 인자의 억제; SYP, CgA, SCG2 등 두 기전이 서로 독립적으로 나타난다는 점이다. 그 결과 췌관세포에서도 인슐린을 발현하는 세포가 유도되었고 포도당 자극 후 인슐린이 분비되는 등 췌도세포와 같은 기능적 역할을 하는 것이 관찰됐다고 연구팀은 설명했다. 또 췌장을 절제해 당뇨병을 유도한 쥐 모델에 Pref-1을 투여하였을 때 췌관세포 (PanCK 발현 세포) 및 췌도세포 (Insulin 발현 세포)에서 세포 증식의 표지자인 Ki67의 발현이 증가됐다. 췌장 절제 후 1주일 째 췌장에서 새로운 췌관세포의 증식 정도가 향상됐고 그 결과 4주일 후 췌장에서 췌도세포의 증식이 촉진됐다. 같은 시기에 당부하 검사를 시행했더니 Pref-1을 투여한 당뇨군에서 혈당 강화 효과가 의미있게 향상됐다는 것을 확인했다.

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Pref-1 이용한 새 당뇨병 접근법 규명

가톨릭대 서울성모병원 내분비내과 윤건호 교수 연구팀이 Preadipocyte factor1(Pref-1) 인자를 이용한 췌관세포를 인슐린 분비세포로 유도하는 데 성공했다.

한국보건산업진흥원은 보건복지부 선도형특성화연구사업(선도형 면역질환 융합연구사업단) 지원을 받은 윤 교수팀이 당뇨병 치료를 위한 새로운 접근방법을 규명했다고 14일 밝혔다.

윤건호 교수는 "그동안 당뇨병 환자에서 인슐린 부족 현상을 해결하기 위한 다양한 방법에 대한 연구가 있어왔으나, 아직까지 임상에 적용되지는 못하고 있다. 췌관세포가 인슐린을 분비할 수 있는 기능을 획득할 수 있도록 유도시키는 새로운 방법을 찾았다는 데에 의의가 있다"고 설명했다.

이번 연구는 Nature의 자매지 Scientific Reports에 게재(4월 5일 온라인)됐다.

논문에 따르면, 당뇨병의 발생 원인인 인슐린 호르몬의 부족을 해결하기 위한 방법으로 인슐린을 분비하는 췌도세포를 이식하는 방법이 고안됐지만 췌도세포 이식을 위해 기증되는 장기의 수는 부족한 실정이다.

따라서 췌도세포를 대체할 수 있는 다양한 세포들에 대한 연구가 진행됐는데, 췌장을 구성하는 세포 중 하나인 췌관세포도 이들 중 하나로, 성인 췌장에 존재하는 줄기세포로 알려져 있다.

윤 교수팀은 췌관세포를 췌도세포와 같은 인슐린 분비 세포로 분화시키기 위해 Pref-1 인자를 이용했다.

Pref-1은 미성숙한 지방세포인 지방전구세포에서 분비되는 단백질로 지방세포의 분화를 억제하는 물질로 알려졌다.

윤 교수팀은 췌장 성체 줄기세포로 알려진 췌관세포에서의 Pref-1의 역할 및 기전을 확인하고, 나아가 당뇨 모델의 혈당 조절에 미치는 Pref-1의 효과를 증명했다.

이번 논문에서는 단백질 및 플라스미드 DNA를 이용해 췌관세포 안의 Pref-1을 과발현시켰는데, 그 결과 췌도세포의 증식에 영향을 주는 단백질로 알려진 ERK1/2, Akt, FOXO1 등이 인산화 됐다.

주목할만한 것은 Pref-1에 의해 증가된 췌도세포 관련 단백질에 ▲ERK1/2 활성화 억제제인 PD98059 투여 시 인슐린 생성 관련 인자의 억제; FOXO1의 인산화, PDX1의 발현 ▲Akt 활성화 억제제인 LY294002 투여 시 인슐린 분비 관련 인자의 억제; SYP, CgA, SCG2 등 두 기전이 서로 독립적으로 나타난다는 점이다.

그 결과 췌관세포에서도 인슐린을 발현하는 세포가 유도되었고 포도당 자극 후 인슐린이 분비되는 등 췌도세포와 같은 기능적 역할을 하는 것이 관찰됐다고 연구팀은 설명했다.

또 췌장을 절제해 당뇨병을 유도한 쥐 모델에 Pref-1을 투여하였을 때 췌관세포 (PanCK 발현 세포) 및 췌도세포 (Insulin 발현 세포)에서 세포 증식의 표지자인 Ki67의 발현이 증가됐다.

췌장 절제 후 1주일 째 췌장에서 새로운 췌관세포의 증식 정도가 향상됐고 그 결과 4주일 후 췌장에서 췌도세포의 증식이 촉진됐다.

같은 시기에 당부하 검사를 시행했더니 Pref-1을 투여한 당뇨군에서 혈당 강화 효과가 의미있게 향상됐다는 것을 확인했다.

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송연주 기자 (yjsong@medigatenews.com)열심히 하겠습니다.

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