비만대사수술 효과 나타나는 새 타깃 약물의 기전 발견

의대 구철룡 교수(내과학), 조응혁 교수(핵의학), 권인규 교수(강남 위장관외과)팀

국내 의료진이 비만대사수술을 하지 않더라도, 혈액 안에 비정상적으로 높게 유지되는 혈당을 대변으로 배출시키는 방법을 찾아냈다. 기존의 인슐린이나 당뇨병 치료제, 비만 약제가 갖는 기전과 전혀 다른 새로운 개념의 약물치료 타깃이다.

의대 구철룡 교수(내과학), 조응혁 교수(핵의학), 권인규 교수(강남 위장관외과)팀은 지난 11월 내과학(Gastroenterology & Hepatology) 분야 최고 학술 저널 중 하나인 GUT (IF 19.819)에 ‘Serum glucose excretion after Roux-en-Y gastric bypass: a potential target for diabetes treatment(비만대사수술 후 소장을 통한 포도당 배출 현상 발견 및 관련 기전 분석: 당뇨병의 새로운 치료 타깃 규명)’ 논문을 게재했다.

당뇨병 및 비만 치료 효과에서 가장 뛰어난 치료 성적을 나타내는 것은 ‘위우회술을 이용한 비만대사수술’이다. 그러나 비만대사수술이 대사성 질환에 치료 효과를 나타내는 기전은 정확하게 알려지지 않았다.

공동 연구팀은 이번 연구를 진행하기 이전 비만대사수술과 유사한 방식의 수술법인 조기 위암 환자들에서 ‘위 절제술’을 받은 환자에게 혈액 내 과잉 포도당이 소장 세포로 이동해 대변으로 배출되는 현상을 확인했다. 이번 연구에서는 ‘비만대사수술’ 후 혈당 및 체중 감소와 연관된 소장의 포도당 배출과 관련된 기전을 규명하고자 했다.

우선 비만대사수술법 중 가장 효과가 좋은 것으로 알려진 위우회술을 동물 모델로 재현했다. 이어 고도 비만 및 당뇨병 동물 실험에서도 혈액 안에 과다하게 존재하는 포도당이 비만대사 수술 후 소장을 통해 대변으로 배출되는 것을 확인했다.

연구팀은 포도당 배출이 활성화된 소장 부위에서 나타나는 전체 전사체의 발현량을 비교 분석해, 엠피레귤린(Amphiregulin) 단백질이 증가했으며, 관련된 상피세포성장인자(EGFR) 수용체 신호 전달체계가 매우 활성화됨을 확인했다. 이를 통해 포도당 대사 및 이동과 관련된 포도당 수송체가 활성화돼 혈액 내의 포도당이 소장으로 이동해 대변으로 배출되는 원리다.

이후 비만대사수술을 하지 않은 비만 및 당뇨병 동물 모델을 대상으로 ‘엠피레귤린’을 주사로 투약하기도 하고 소장 내에 젤 형태로 코팅해보기도 했다. 그 결과 비만대사수술과 유사하게 혈당과 체중이 감소했고, 소장을 통한 혈액 내의 포도당이 대변으로 배출하는 것을 확인했다.

구철룡 교수는 “비만대사수술은 당뇨병 및 비만 치료 효과가 매우 뛰어나지만, 수술 자체의 위험 및 환자가 갖는 부담 때문에 활성화되지는 못했다. 비만대사수술과 유사한 기전을 갖는 약제 개발의 새로운 타깃인 소장 내 상피세포성장인자 관련 신호를 발굴했다는데 이번 연구의 의미가 있다.”고 밝혔다.

이번 연구는 보건복지부 2018년도 제1차 보건의료기술연구개발사업 질병극복분야 연구자주도 질병극복연구사업 연구비로 진행됐다.