염증조절 유전자 발견 및 당뇨병과의 상관관계 규명

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2009-12-22 13:50

서울--(뉴스와이어)--교육과학기술부(장관 안병만)가 지원하는 글로벌연구실(GRL)사업에 참여하고 있는 세포치료제연구센터 최인표 박사팀은 스위스 연구팀과 공동연구를 통해 염증조절유전자를 규명하여 염증과 당뇨병과의 상관관계를 규명한 연구결과를 12월 21일자 Nature Immunology에 발표했다고 밝혔다.

※ Nature Immunology : 생명과학분야 세계적 권위지인 네이처(Nature)의 자매지로서 면역학분야 최고수준의 저널임.

염증반응과 당뇨병은 밀접한 관계를 가지고 있는 것으로 알려지고 있는데, 본 연구에서는 염증과 당뇨병를 동시에 조절할 수 있는 두 개의 유전자를 찾았고 이들의 역할을 규명하였다. 이 두 개의 유전자가 세포내에서 결합을 통해 염증과 인슐린을 생성하는 베타세포의 기능을 조절하는 것이 새로이 밝혀졌다.

염증반응은 우리 몸의 여러 기능을 조절하며 최근에는 암, 당뇨 등 많은 질환에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 염증반응을 조절하는 중요한 인자는 염증 싸이토카인(cytokine) 들이다. 이들 싸이토카인들은 여러 면역세포들에서 발현되며 우리 몸의 중요한 기능을 조절하는 중요한 단백질들이다. 이들 중 IL-1은 가장 먼저 밝혀진 염증 싸이토카인으로 가장 중요한 염증조절 인자이다. IL-1은 전구체 IL-1 상태로 세포 안에 저장되어 있다가 염증신호가 오면 잘려져서 활성을 갖는 IL-1으로 만들어진 후 세포 밖으로 나가 여러 기능을 조절한다.

염증신호를 받아 IL-1 분비를 조절하는 단백질들이 세포 내에 있는데 이들을 inflammasome (염증조절결합체)라고 부른다. 이 염증조절결합체는 여러 단백질이 결합이 되어있고, 핵심이 되는 단백질이 NLRP3이다. NLRP3 유전자가 결핍이 되면 IL-1 분비가 문제가 생긴다.

본 연구에서는 염증조절결합체를 이루는 새로운 유전자를 밝혔는데 이 유전자가 TXNIP(VDUP1)이다. VDUP1은 NLRP3과 결합하며 두 단백질이 IL-1 분비에 중요한 역할을 함을 규명하였다. 즉, 두 유전자중 하나만이라도 결핍이 되면 IL-1 분비와 염증반응이 문제가 됨을 새로이 규명하였다.

또한, 염증과 당뇨병이 상관관계가 있음이 최근에 보고되고 있다. IL-1의 저해제를 처리하면 고혈당증이 억제됨과 당뇨병 환자에서 VDUP1이 증가되었음이 보고되었고, VDUP1 유전자가 결핍이 된 생쥐에서는 혈중 포도당이 떨어져 있음이 관찰되었다. 본 연구에서는 포도당을 처리하면 체장세포에서 VDUP1이 증가되고 인슐린의 처리에 의해 감소됨을 관찰하였다. VDUP1과 NLRP3가 결핍이 된 췌장세포에서는 포도당에 의한 IL-1 분비가 현격히 감소되었음을 관찰하였다. 또한 인슐린을 처리하면 베타세포에서 포도당에의한 VDUP1의 발현을 억제하고 IL-1 생산이 억제되었다. 즉, VDUP1-NLRP3 결합체는 베타세포에서의 포도당에의한 IL-1 생산, 염증조절에 중요한 역할을 함을 규명하였다.

본 연구결과는 앞으로 염증조절 그리고 염증과 당뇨병의 상관관계 그리고 염증과 당뇨병 질병의 치료제를 개발하는데 중요한 기반이 될 것으로 기대된다.

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