[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국연구재단(NRF)은 성균관대학교 의과대학 정밀의학교실 고아라 교수팀과 스웨덴 예테보리대학교 프레드릭 백헤드 교수팀이 장내미생물 대사체가 당뇨병 약인 메포민의 혈당조절 실패에 미치는 영향을 규명했다고 12일 밝혔다.
비만과 더불어 당뇨는 전 세계적으로 그 환자 수가 급증하고 있고 여러 합병증을 동반하고 치료에 들어가는 비용이 증가해 경제적인 문제와 더불어 효과적으로 혈당을 낮추는 것은 의학적 또는 사회적으로도 중요하다.
메포민(metformin)은 당뇨 진단 후 첫 번째로 처방받는 약물이며 무려 60년 이상 이용이 되어 왔으나 환자 개인별 반응성 차이로 인해 메포민이 혈당을 낮추는 데 실패하는 경우들이 보고되고 있다.
이에 메포민의 작용 실패를 매개하는 인자를 발굴하고 그 작용기작을 이해하게 되면 메포민에 대한 개인별 반응성 차이를 조절할 수 있을 것이다.
또 최근 들어 장내미생물과 약물의 상호작용이 약물에 대한 개인별 반응성 차이에 기여한다는 것이 제시가 되고 있다.
그러나 장내미생물과 달리 우리 몸의 혈액을 타고 여러 조직에 침투할 수 있는 장내미생물 대사체가 약물과 상호작용을 통해 약물의 반응성에 미치는 영향은 알려지지 않았다.
이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 장내미생물 대사체인 이미다졸 프로피오네이트(아이엠피)가 당뇨병 약인 메포민의 작용을 억제함을 확인했다.
연구과정을 보면 선행연구에서 지난 2018년 당뇨 환자의 장내미생물이 높은 농도로 생산하며 당내성을 저해하는 대사체로 이미다졸 프포피오네이트(imidazole propionate, ImP, 아이엠피)가 셀 (Cell)지에 보고되었는데 이번 연구에서는 ImP와 당뇨병 약인 메포민과의 상호작용에 주목했다.
기존 연구들은 약물에 대한 개인별 반응성 차이에 기여하는 요소로써 장내미생물 조성의 차이에 집중돼 있었다.
그러나 이번 연구에서는 장내미생물 대사체가 약물과 상호작용을 통해 약물의 효능에 영향을 미칠 수 있음을 보였다.
장내미생물 대사체는 장내미생물이 식이 및 약물을 장내미생물 특이적인 효소를 이용하여 변형시키거나 생산해낸 물질이다.
먼저 아이엠피가 혈당저해제인 메포민 복용 이후에도 혈당이 높은 당뇨환자에서 증가되어 있음을 보였다.
이로 인해 아이엠피가 메포민의 신호전달 과정을 저해하여 메포민이 혈당조절에 실패하는 원인인자일 가능성을 제시했다.
이후 쥐에서 아이엠피의 작용을 억제할 경우 메포민의 효능이 복구가 될 수 있음을 보였다.
이 연구결과에 의하면 장내미생물 대사체인 아이엠피와 당뇨병 약인 메포민의 상호작용을 확인했고 장내미생물 대사체 제어를 통해 당뇨병 약인 메포민의 성공률을 높일 가능성을 제시했다.
연구 관계자는 “이번 연구는 장내미생물 대사체가 세포 내 신호전달을 어떻게 교란시키는 지에 대한 작용기작을 이해하면 장내미생물 대사체의 작용을 제어할 수 있고 이를 통해 약물의 개인별 반응성 차이를 조절하는 치료 대안을 제시한 연구라는 점에서 그 중요성이 있다”고 말했다.
이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 추진하는 신진연구지원사업 등의 지원으로 수행됐고 국제학술지 '셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)'에 8월 12일 게재됐다.