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고아라 성대 교수 "장내 미생물 대사체 조절해 치료율 높여“
생명공학연은 장내 미생물 생착·증식 최적 연구모델 내놓아
장내 미생물 대사체의 당뇨병 치료제에 대한 작용억제 메커니즘.[서울경제] 국내 연구팀이 장내 미생물 대사체를 제어해 당뇨병 치료 성공률을 높일 수 있는 방법을 찾았다.
한국연구재단에 따르면 고아라 성균관대학교 의과대학 정밀의학교실 교수 연구팀은 60년 이상 널리 이용되는 당뇨 치료제 메포민의 약효가 환자별로 차이 나는 데 주목해 이같은 성과를 냈다.
연구팀은 장내 미생물 대사체인 이미다졸 프로피오네이트(ImP)이 이 같은 차이를 불러온다는 사실을 발견했다. 메포민을 복용해도 혈당이 높은 당뇨 환자 혈액에서 ImP 농도가 높은 것으로 나타난 것이다.
연구팀이 쥐에게 ImP를 주입하자 메포민에 따른 혈당 저하 효과가 떨어졌고, 쥐의 ImP 작용을 억제하자 메포민의 치료 효과는 좋아졌다. 이 논문은 ‘셀 메타볼리즘’ 온라인판에 실렸다.
손미영(가운데) 생명연 박사가 연구팀과 의견을 교환하고 있다.이와 함께 한국생명공학연구원은 줄기세포연구센터 손미영 박사 연구팀이 연구팀이 장내 미생물 연구가 가능한 오르가노이드(인공 미니 장기)를 개발했다고 이날 밝혔다. 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 3차원 줄기세포에서 유래한 장 오르가노이드에 고유 기술인 체외성숙화 기술을 적용해 인간 장 환경과 비슷한 오르가노이드를 개발한 것이다.
기존 장내 미생물 연구는 주로 2차원 배양세포를 활용해 이뤄졌는데, 인간의 특성을 제대로 반영하지 못해 숙주와 장내 미생물 연구모델로 한계가 있었다.
손미영 박사는 “장내 미생물이 생착·증식할 수 있는 최고 수준의 연구모델”이라며 “뮤신층이 형성되고 장벽 기능이 향상하는 등 인간의 장과 유사한 환경이 된다”고 설명했다. 연구팀은 장내 미생물과의 상호작용·기전 연구와 ‘마이크로바이옴’ 조절 기전을 통한 질환 치료제 등을 연구하고 있다. 이 논문은 국제 학술지 파셉저널 온라인판에 실렸다. /고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
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장내미생물 대사체 (ImP)의 당뇨병 약 (메포민)에 대한 작용억제 과정 모식도, 히스티딘 유래 장내미생물 대사체인 ImP가 AMPK를 억제하는 방향으로 인산화(S485/491)를 유도한다. 이렇게 억제된 AMPK는 메포민에 의해 활성화 되는 AMPK (T172)를 저해한다. 이러한 과정을 거쳐 메포민의 작용이 억제된다. (성균관대학교 의과대학 정밀의학 교실 고아라 교수 제공) 2020.08.11 /뉴스1
