서울대병원 연구진이 기존 당뇨병 치료제 두 가지를 병용 투여해 제2형 당뇨병의 주요 원인인 췌장 베타세포의 노화를 억제할 수 있음을 입증했다. 췌장 베타세포는 인슐린을 생성하는 세포로, 제2형 당뇨병에서는 이 세포의 기능이 저하되어 혈당 조절이 어려워진다. 

연구팀은 SGLT2 억제제와 α-글루코시다제 억제제를 병용 투여한 결과, 인슐린 분비가 회복되고 노화 단백질 발현이 감소하는 등 항노화 효과를 확인했다. 특히 췌장 베타세포뿐 아니라 신장 조직에서도 노화 억제가 확인돼, 제2형 당뇨병의 항노화 치료 전략으로서의 가능성을 제시했다.

제2형 당뇨병은 인슐린 저항성과 함께 췌장에서 인슐린을 분비하는 베타세포의 기능 저하가 복합적으로 작용하는 질환이다. 특히 고령에서 발병률이 높으며, 베타세포의 노화가 당뇨병 진행을 가속화하는 원인 중 하나로 알려져 있다. 노화된 베타세포는 인슐린을 제대로 분비하지 못해 질환을 악화시키고, 이에 동반하여 p16, p21, p53 등의 노화 마커가 증가한다. 이에 따라 베타세포 노화를 억제하는 전략은 당뇨병 진행을 늦추는 중요한 연구 방향으로 주목받고 있다.

  서울대병원 내분비대사내과 조영민 교수(사진) 연구팀(서울의대 홍세린 연구원)은 비만형 제2형 당뇨병 동물모델인 db/db 생쥐를 대상으로 SGLT2 억제제(enavogliflozin)와 α-글루코시다제 억제제(acarbose)를 단독 및 병용 투여한 후, 베타세포 기능과 노화 억제 효과를 비교 분석한 연구 결과를 16일 발표했다.

  SGLT2 억제제는 소변을 통해 포도당을 배출시켜 혈당을 낮추고, α-글루코시다제 억제제는 식후 혈당 급증을 완화한다. 

  실험은 정상군, 당뇨 대조군, 각 약물의 단독 투여군, 병용 투여군 등 총 5개 그룹을 대상으로 6주간 경구 투여 방식으로 진행됐다. 이후 경구 포도당 부하검사(OGTT), 인슐린 분비지수, HOMA-β 지수(베타세포 기능 지표), 췌장 내 인슐린 양성 세포 면적을 측정하고, 체내 β-HB 농도와 NRF2 단백질의 발현을 분석해 항노화 기전까지 종합적으로 평가했다.

[그래프] 병용 투여군에서 인슐린 분비지수(왼쪽)가 가장 높았고, 노화 마커 p16 발현(오른쪽)이 가장 낮았다. 즉, 병용 투여가 인슐린 분비 향상과 노화 억제에 가장 효과적이었음을 시사했다. 

연구 결과, 병용 투여군에서 혈당이 가장 효과적으로 조절됐고, 인슐린 분비지수와 HOMA-β 지수가 유의미하게 증가했으며, 췌장에서 인슐린을 분비하는 세포 면적도 넓어졌다. 이는 베타세포 기능 회복을 의미한다.

노화 마커 분석에서도 병용 투여군에서 p16, p21, p53의 발현이 가장 두드러지게 억제됐고, 면역염색 분석 결과 역시 노화 마커 감소와 함께 인슐린 양성 세포의 회복이 확인됐다. 특히 p16 발현이 가장 현저하게 억제된 점이 주목됐다.

또한 병용 투여군에서는 체내 β-HB 농도가 증가했으며, 세포 실험을 통해 β-HB가 노화된 베타세포 내 NRF2 단백질 발현을 증가시키고 노화 마커를 감소시키는 작용을 하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 β-HB와 NRF2 경로가 세포 노화를 억제하는 중요한 기전으로 작용할 수 있다고 설명했다.

이번 항노화 효과는 췌장뿐만 아니라 신장 조직에서도 나타났다. 병용 투여군에서는 사구체 크기 증가가 억제되고, 노화 단백질 발현이 감소해 신장 조직의 노화 억제 효과도 확인됐다.

조영민 교수(내분비대사)는 “이번 연구는 제2형 당뇨병 치료에 있어 기존 승인 약제를 병용함으로써, 췌장 베타세포의 기능 회복뿐 아니라 노화 억제라는 추가 효과를 확인한 데 의의가 크다”며 “당뇨병은 고령층에서 주로 발병하는 질환인 만큼 인체 대상 임상 연구를 통해 동일한 효과가 재현되는지 확인해 나갈 계획”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 당뇨병 및 대사질환 분야의 국제학술지 ‘Diabetes & Metabolism Journal’ 온라인에 게재됐다.