빛을 쬐어 활성산소 발생시키는 광(光)역학 치료,

비만 대사성 질환에도 이용될 수 있을까

지방축적 돕는 세포 찾아가는 광(光)응답제 설계....비만·당뇨 생쥐에서 효과 확인

□ 대사성 질환(제2형 당뇨)에 의한 비만을 촉진시키는 장(腸) 호르몬의 분비를 빛으로 조절하려는 연구결과가 나왔다.

□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 나건 교수(가톨릭대학교) 연구팀이 비만 환자에서 지방 축적을 돕는 장 호르몬, GIP※를 분비하는 K 세포를 제거하기 위한 표적 광(光)응답제를 개발했다고 밝혔다.

ㅇ 빛을 받으면 활성산소를 생성하는 광응답제는 활성산소에 의한 산화스트레스로 표적세포를 사멸시키는 광역학치료(PDT)의 주요 소재이다.

※ GIP(Gastric inhibitory polypeptide) : 십이지장 내 지방 및 탄수화물 존재에 반응하여 분비되는 장 호르몬. 십이지장을 덮고 있는 K세포에 의해 분비.

□ 주로 종양세포 제거에 이용되던 광역학치료를 호르몬 분비 세포 제거를 통한 비만 대사성질환에 접목하려는 시도로, 내시경으로 원하는 부위에만 국소적으로 빛을 조사(照射), 정상세포의 손상을 줄일 실마리가 될 것으로 기대된다.

ㅇ 비만 및 당뇨 환자에서 식후혈당을 높이고 지방축적을 돕는 GIP는 비만 대사성질환 치료를 위한 표적이 될 수 있지만 현재 임상적으로 사용되는 GIP 억제 약물은 없다.

□ 연구팀은 K 세포에만 특이적으로 결합하는 지방산을 광응답제에 접합, K 세포를 선택적으로 제거할 수 있는 표적 광응답제를 설계했다.

ㅇ GIP 분비를 돕는 십이지장 표면의 K 세포를 찾아가 산화스트레스가 되는 활성산소를 생성시킬 수 있도록, K 세포 표면의 수용체에 결합할 수 있는 지방산을 접합한 것이다.

ㅇ 실제 생쥐모델에서 지방산이 없는 광응답제에 비해 지방산이 접합된 표적 광응답제는 K 세포가 많은 십이지장으로 3배나 더 많이 축적된 것으로 확인되었다.

□ 십이지장 표면을 태워 K 세포를 제거하는 방식인 십이지장 점막 재표면술(duodenal mucosal resurfacing)이 이용되고 있지만,

ㅇ 내시경을 통해 빛을 쬐는 보다 안전한 방식으로 GIP를 분비하는 세포를 사멸시킬 수 있다는 가능성을 제시하였다.

□ 연구팀은 고지방 식단으로 유도된 비만 및 당뇨 생쥐에 광응답제를 투여하고 십이지장에 빛을 쬐어 표적 광응답제의 작용을 확인하였다.

ㅇ 표적 광응답제로부터 생성된 활성산소가 K세포를 사멸시켜 혈장 내 GIP 농도가 낮아지고, 생쥐의 몸무게 및 지방량이 감소한 것을 확인하였다.

□ 과학기술정보통신부·한국연구재단이 추진하는 기초연구지원사업(중견연구·기초연구실)의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지‘바이오머터리얼즈(Biomaterials)’에 3월 26일 게재되었다.