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당뇨병 유발 관여하는 뇌 신경세포 한 쌍 찾았다

송고시간2019-10-24 12:00

KAIST 서성배 교수팀, 초파리 실험 통해 첫 확인

서성배 교수 연구팀 연구 성과 개념도
서성배 교수 연구팀 연구 성과 개념도

뇌 신경세포에서 갈라진 축삭돌기 가지가 각각 인슐린을 만드는 세포를 활성화하거나, 글루카곤을 만드는 세포를 억제한다. [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국 과학자들이 당뇨병에 큰 영향을 미치는 뇌 신경세포 작동 원리를 규명했다.

24일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면 서성배 생명과학과 교수와 오양균 미국 뉴욕대 박사 공동 연구팀은 체내 혈당 조절에 직접적으로 관여하는 포도당 감지 뇌세포를 발견했다.

당뇨병은 대부분 췌장 인슐린 분비세포 기능 저하로 발병한다고 알려졌다.

뇌도 이 병에 영향을 미칠 수 있다. 극심한 스트레스가 혈당 조절을 어렵게 할 수 있어서다.

실제 학계에서는 인간 두뇌 시상하부나 후뇌 등에 포도당을 감지하는 신경세포가 존재할 것이라는 가설을 보편적으로 받아들이고 있다.

다만, 어떤 세포가 무슨 방식으로 포도당을 감지해 몸의 각 부위에 명령을 내리는지는 확인되지 않았다.

연구팀은 초파리 전체 뇌 신경조직을 꼼꼼히 살펴 포도당의 영양적 가치를 판단하는 데 필수적인 한 쌍의 신경세포를 발견했다.

이 신경세포 쌍은 체내 포도당 농도 증가에 반응해 활성화되는 특징을 가졌다고 연구팀은 설명했다.

초파리는 인간에게 질병을 유발하는 유전자의 70%가량을 몸에 지니고 있다. 많은 연구자가 초파리를 실험 대상으로 삼는 이유다.

KAIST 서성배 교수(왼쪽)와 미국 뉴욕대 오양균 박사
KAIST 서성배 교수(왼쪽)와 미국 뉴욕대 오양균 박사

[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

초파리 연구 권위자인 서성배 교수는 "이번 연구 성과의 의미는 초파리에서 특별한 발견을 했다는 사실을 넘는다"며 "당뇨병 원인 규명과 치료 패러다임을 근본적으로 바꿀 계기를 마련할 수 있기 때문"이라고 말했다.

실제 연구팀은 뇌 신경세포가 인간 췌장 세포와 유사한 분자적 시스템을 통해 포도당을 인지한다는 사실을 확인했다.

포도당 감지 뇌 신경세포는 글루카곤 기능을 하는 단백질 생산 조직과 인슐린을 만드는 신경조직에 각각 축삭돌기(신경 세포체에서 뻗어 나온 돌기) 쌍을 이루고 있다.

이 한 쌍의 신경세포가 체내 혈당 조절에 중요한 호르몬을 생산하는 조직에 직접 영양 정보를 전달할 수 있다는 게 연구팀의 분석이다.

이 신경세포 쌍의 활동을 조절하는 것만으로 당뇨병을 앓는 초파리를 인위적으로 만들 수 있는 셈이다.

포도당 감지 신경세포(왼쪽) 이를 억제했을 때 발생한 음식 선택 행동 이상도
포도당 감지 신경세포(왼쪽) 이를 억제했을 때 발생한 음식 선택 행동 이상도

[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

이번 연구 결과는 뇌 속 신경세포가 혈당 조절에 직접 관여한다는 것을 확인한 첫 사례다.

서 교수는 "후속 연구가 진행된다면 한 단계 진보한 당뇨병 진단 기술을 고안할 수 있을 것"이라며 "나아가 새 치료 전략을 짜는 데에도 도움을 줄 수 있으리라 기대한다"고 강조했다.

연구 논문은 23일(영국 현지 시각) 네이처(Nature) 온라인판에 실렸다.

walden@yna.co.kr

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