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장내미생물 조성 중심 기존 연구보다 세밀한 '미생물 대사물' 중심 연구
"개인별 약효 조절 실마리 기대"
장내미생물 대사체 (ImP)의 당뇨병 약 (메포민)에 대한 작용억제 과정 모식도, 히스티딘 유래 장내미생물 대사체인 ImP가 AMPK를 억제하는 방향으로 인산화(S485/491)를 유도한다. 이렇게 억제된 AMPK는 메포민에 의해 활성화 되는 AMPK (T172)를 저해한다. 이러한 과정을 거쳐 메포민의 작용이 억제된다. (성균관대학교 의과대학 정밀의학 교실 고아라 교수 제공) 2020.08.11 /뉴스1(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 초기 당뇨에 혈당 조절용으로 쓰이는 메포민을 비롯한 많은 약들은 모든 사람에게 동일한 '약발'을 보이지 않는다. 사람마다 다르게 나타나는 메포민의 약발이 장내미생물이 만들어내는 물질 때문이라는 연구 결과가 나왔다.
한국연구재단은 성균관대학교 의과대학 정밀의학교실의 고아라 교수와 스웨덴 예테보리대학교의 프레드릭 백헤드 교수 공동연구팀이 장내미생물 대사체가 당뇨병 약인 메포민의 혈당조절 실패에 미치는 영향을 규명했다고 12일 밝혔다.
메포민(metformin)은 당뇨병 진단 후 보통 첫번째로 처방받는 약물로 60년 이상 혈당 수치를 떨어뜨리는 데 이용됐지만 그 작용기작은 명확히 밝혀지지 않았다.
이 약물은 일부 환자에게는 반응이 다르게 나타나 혈당 수치를 떨어뜨리는 데 실패했다. 이러한 단점을 극복하고 약물의 효능을 높이는 동시에 부작용을 줄이기 위해서는 약물에 대한 개인별 반응 차이를 만들어내는 작용을 이해하는 게 중요하다.
기존 연구들은 약물에 대한 개인별 반응도 차이 요소를 주로 장내의 미생물 종류와 비율에서 찾는 방향으로 이뤄졌다. 이번 연구에서는 장내미생물 대사체가 약물과 상호작용을 통해 약물의 효능에 영향을 미칠 수 있음을 보였다. 대사체는 물질대사 전 과정에 관여하는 물질을 총칭한다.
연구팀은 장내미생물 대사체인 이미다졸 프로피오네이트(ImP)가 메포민의 작용을 억제한다는 것을 확인했다. 이미다졸 프로피오네이트(Imidazole Propionate·ImP)는 장내미생물이 물질대사에 사용하는 효소에 의해 생산되는 히스티딘 유래 물질이다. 앞선 연구에서 정상 혈당인 사람의 장내미생물에 비해 당뇨 환자의 장내미생물이 히스티딘으로부터 높은 농도로 ImP를 생산하는 것으로 보고됐다.
연구팀은 혈당저해제인 메포민 복용 후에도 혈당이 높은 당뇨환자 혈액에 ImP가 증가해 있음을 확인했다. 또 ImP를 마른 쥐, 비만 쥐, 당뇨 쥐에 주입했을 때 메포민의 효과가 떨어지는 것을 관찰했다. 관찰에서 한 걸음 더 들어가, 메포민의 혈당 조절 효과가 나타나도록 하는 생체 신호 전달 과정을 ImP가 방해한다는 가능성을 제시했다. 쥐에서 아이엠피의 작용을 억제할 경우 메포민의 효능 다시 나타나는 것을 보였다.
이번 연구를 통해 연구팀은 "장내미생물의 ImP와 당뇨병약 메포민의 상호작용을 확인했고 이를 제어해 메포민의 성공률을 높일 가능성을 제시했다"며 "ℓ 대한 중요성이 증대되는 가운데 장내미생물 대사체 제어를 통한 약물에 대한 개인별 반응성 조절의 실마리가 될 으로 기대된다"고 밝혔다.
과학기술정보통신부·한국연구재단 추진하는 신진연구지원사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 '셀 메타볼리즘'(Cell Metabolism)에 게재됐다.
seungjun241@news1.kr
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