2형 당뇨병 환자의 미토콘드리아가 결함 있는 단백질로 막혀 있다는 연구 결과가 나왔습니다.

노화로 인한 질병은 단백질 합성과 접힘의 결함과 관련이 있으며, 여기에는 암, 심혈관 질환, 2형 당뇨병이 포함됩니다.

이전 연구에서는 제2형 당뇨병 환자의 췌장 섬세포에서 인슐린을 생성하는 β세포의 단백질이 잘못 접히는 현상이 나타났습니다. 이로 인한 스트레스는 주로 세포 내 단백질 생성과 분포를 담당하는 소기관인 소포체에 국한되는 것으로 여겨졌습니다. 궁극적으로 이러한 스트레스는 세포 사멸로 이어집니다.

Nature Metabolism 에 발표된 새로운 연구에 따르면, 미시간 대학교 과학자들은 미토콘드리아가 잘못 접힌 단백질을 축적하여 β세포 사멸을 초래한다는 사실을 발견했습니다. 이 과정을 역전시키는 것이 제2형 당뇨병 치료에 도움이 될 수 있습니다.

제2형 당뇨병 환자에서 인슐린과 아밀린이라는 두 가지 단백질이 종종 잘못 접힌다는 것은 이전에 알려져 있었습니다. 두 단백질 모두 β 세포에서 생성됩니다.

• 인슐린은 세포가 설탕을 흡수하도록 도와 혈당 수치를 낮춥니다.
• 아밀린은 식사 후 포만감을 느끼게 합니다.

아밀린은 당뇨병 환자의 β세포에서 아밀로이드 응집체를 형성할 수 있는데, 이는 알츠하이머병 환자의 뇌에서 볼 수 있는 아밀로이드 플라크와 유사합니다.

"이 두 단백질은 오랫동안 당뇨병 환자의 췌도 세포에서 연구된 유일한 물질이었습니다."라고 미시간 당뇨병 연구 센터 소장이자 당뇨병 연구 교수인 스콧 술레이만푸어 박사는 말했습니다.
"우리는 편견 없이 이 문제에 접근하여 이 세포에서 잘못 접힌 단백질을 모두 찾아내고 싶었습니다."

과학자들은 건강한 β세포와 당뇨병 β세포의 유전자와 단백질을 시퀀싱하여 잘못 접힌 미토콘드리아 단백질을 제거하는 방어 시스템이 2형 당뇨병에서는 활성화되지 않는다는 것을 발견했습니다.

특히, 손상되거나 잘못 접힌 단백질을 제거하는 역할을 하는 단백질 LONP1의 수치가 당뇨병이 있는 기증자의 세포에서 감소한 것으로 나타났습니다.

"LONP1은 이전에 희귀 미토콘드리아 질환과 관련이 있는 것으로 알려졌지만, 2형 당뇨병에서 그 역할을 보여준 것은 이번이 처음입니다."라고 술레이만푸르 박사는 말했습니다.

연구진은 연구 결과를 확인하기 위해 LONP1 시스템이 활성화된 생쥐와 활성화되지 않은 생쥐를 비교했습니다. LONP1이 없는 생쥐는 포도당 수치가 더 높았고 β 세포 수가 더 적었습니다. 이러한 결함은 LONP1을 재투여함으로써 회복되었으며, 이는 이 시스템을 표적으로 삼는 것이 새로운 치료 옵션이 될 수 있음을 시사합니다.

"제2형 당뇨병 환자들이 잘못 접힌 단백질을 제거하는 데 어려움을 겪는다는 것은 분명합니다."라고 술레이만푸르 박사는 덧붙였다.
"다음 단계는 이러한 단백질을 올바르게 접거나 제거하는 데 도움이 되는 약물을 찾는 것입니다."

이 그룹은 제2형 당뇨병의 시간 경과에 따른 연구에도 관심을 가지고 있습니다. 이 질환은 성인에게 흔히 발생하기 때문에, 과학자들은 잘못 접힌 단백질이 시간이 지남에 따라 축적되어 결국 베타 세포를 압도하여 질병을 유발할 수 있다고 추정합니다. 따라서 조기 개입이 중요할 수 있습니다.