당뇨 치료제 효능을 억제하는 장내미생물 대사체의 작용기작 연구
장내미생물 대사체 제어를 통한 당뇨 치료 효과 증대방안 제시
□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 고아라 교수(성균관대학교 의과대학 정밀의학교실) 연구팀과 프레드릭 백헤드 교수(스웨덴 예테보리대학교) 연구팀이 장내미생물 대사체가 당뇨병 약인 메포민*의 혈당조절 실패에 미치는 영향을 규명했다고 밝혔다.
※ 메포민(metformin) : 당뇨병 진단 후 1차로 처방받는 약물로 60년 이상 혈당강하제로 이용되는 성분이나 그 작용기작은 명확하지 않다.
□ 모든 사람이 같은 약물에 대해 동일한 반응을 나타내지 않으므로 약물의 효능을 증대시키고 부작용을 줄이기 위해서는 약물에 대한 개인별 반응 차이를 유도하는 기작을 이해하는 것이 중요하다.
□ 연구팀은 장내미생물 대사체인 이미다졸 프로피오네이트(아이엠피)*가 당뇨병 약인 메포민의 작용을 억제함을 확인하였다.
※ 이미다졸 프로피오네이트(imidazole propionate, ImP, 아이엠피) : 장내미생물 내 효소인 유라코네이트 리덕테이즈 (urocanate reductase)에 의해 생산되는 아미노산인 히스티딘 유래 대사체. 선행연구에서 당뇨 환자의 장내미생물이 정상 혈당인 사람의 장내미생물에 비해 아미노산인 히스티딘으로부터 높은 농도로 생산하며 당내성을 악화시키는 것으로 보고함.
□ 기존 연구들은 약물에 대한 개인별 반응성 차이에 기여하는 요소로써 장내미생물 조성의 차이에 집중되어 있었다. 그러나 이번 연구에서는 장내미생물 대사체*가 약물과 상호작용을 통해 약물의 효능에 영향을 미칠 수 있음을 보였다.
※ 장내미생물 대사체 : 장내미생물이 식이 및 약물을 장내미생물 특이적인 효소를 이용하여 변형시키거나 생산해낸 물질
□ 우선, 아이엠피가 혈당저해제인 메포민 복용 이후에도 혈당이 높은 당뇨환자에서 증가되어 있음을 보였다.
○ 또, 아이엠피가 메포민의 신호전달 과정을 저해하여 메포민이 혈당조절에 실패하는 원인인자일 가능성을 제시하였다.
○ 더 나아가, 쥐에서 아이엠피의 작용을 억제할 경우 메포민의 효능이 복구가 될 수 있음을 보였다.
□ 이번 연구를 통해 장내미생물 대사체인 아이엠피와 당뇨병 약인 메포민의 상호작용을 확인하였고, 장내미생물 대사체 제어를 통해 당뇨병 약인 메포민의 성공률을 높일 가능성을 제시하였다.
○ 정밀의학, 맞춤의학에 대한 중요성이 증대되는 가운데 장내미생물 대사체 제어를 통한 약물에 대한 개인별 반응성 조절의 실마리가 될 수 있을 것으로 기대된다.
□ 과학기술정보통신부·한국연구재단 추진하는 신진연구지원사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)’에 8월 12일 온라인판에 게재되었다.
