[사이언스] 장내미생물 대사체가 당뇨병 약 메포민의 혈당조절 실패에 미치는 영향 규명

특허뉴스 이성용 기자 | 기사입력 2020/08/13 [16:12]

[사이언스] 장내미생물 대사체가 당뇨병 약 메포민의 혈당조절 실패에 미치는 영향 규명

특허뉴스 이성용 기자 | 입력 : 2020/08/13 [16:12]

 

장내미생물 대사체 (ImP)의 당뇨병 약 (메포민)에 대한 작용억제 메커니즘 / 당뇨병 약인 메포민이 항상 당뇨환자의 혈당을 저해하지는 못하는데, 히스티딘 유래 장내미생물 대사체인 ImP가 AMPK의 억제성 인산화(S485/491)을 유도하여 메포민에 의해 활성화 되는 AMPK (T172)를 저해함으로써 메포민의 작용을 억제한다. <그림제공 : 성균관대 의과대학 정밀의학 교실 고아라>  © 특허뉴스

 

비만과 더불어 당뇨는 전 세계적으로 그 환자 수가 급증하고 있고, 여러 합병증을 동반하여 치료에 들어가는 비용이 증가하여 경제적인 문제도 수반하므로 효과적으로 혈당을 낮추는 것은 의학적 그리고 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. 따라서, 메포민의 작용 실패를 매개하는 인자를 발굴하고 그 작용기작을 이해하게 되면, 메포민에 대한 개인별 반응성 차이를 조절할 수 있을 것이다.

 

최근 들어 장내미생물과 약물의 상호작용이 약물에 대한 개인별 반응성 차이에 기여한다는 것이 제시가 되고 있으나, 장내미생물과 달리 우리 몸의 혈액을 타고 여러 조직에 침투할 수 있는 장내미생물 대사체가 약물과 상호작용을 통해 약물의 반응성에 미치는 영향은 알려지지 않았다.

 

한국연구재단은 성균관대학교 의과대학 정밀의학교실 고아라 교수 연구팀과 스웨덴 예테보리대학교 프레드릭 백헤드 교수 연구팀이 장내미생물 대사체가 당뇨병 약인 메포민의 혈당조절 실패에 미치는 영향을 규명했다고 밝혔다.

 

모든 사람이 같은 약물에 대해 동일한 반응을 나타내지 않으므로 약물의 효능을 증대시키고 부작용을 줄이기 위해서는 약물에 대한 개인별 반응 차이를 유도하는 기작을 이해하는 것이 중요하다.

 

연구팀은 장내미생물 대사체인 이미다졸 프로피오네이트(아이엠피)가 당뇨병 약인 메포민의 작용을 억제함을 확인하였다.

 

 

이미다졸 프로피오네이트(imidazole propionate, ImP, 아이엠피)

 

장내미생물 내 효소인 유라코네이트 리덕테이즈 (urocanate reductase)에 의해 생산되는 아미노산인 히스티딘 유래 대사체. 선행연구에서 당뇨 환자의 장내미생물이 정상 혈당인 사람의 장내미생물에 비해 아미노산인 히스티딘으로부터 높은 농도로 생산하며 당내성을 악화시키는 것으로 보고함.


기존 연구들은 약물에 대한 개인별 반응성 차이에 기여하는 요소로써 장내미생물 조성의 차이에 집중되어 있었다. 그러나 이번 연구에서는 장내미생물 대사체가 약물과 상호작용을 통해 약물의 효능에 영향을 미칠 수 있음을 보였다.

 

우선, 아이엠피가 혈당저해제인 메포민 복용 이후에도 혈당이 높은 당뇨환자에서 증가되어 있음을 보였다.

, 아이엠피가 메포민의 신호전달 과정을 저해하여 메포민이 혈당조절에 실패하는 원인인자일 가능성을 제시하였다.

더 나아가, 쥐에서 아이엠피의 작용을 억제할 경우 메포민의 효능이 복구가 될 수 있음을 보였다.

 

이번 연구를 통해 장내미생물 대사체인 아이엠피와 당뇨병 약인 메포민의 상호작용을 확인하였고, 장내미생물 대사체 제어를 통해 당뇨병 약인 메포민의 성공률을 높일 가능성을 제시하였다.

 

정밀의학, 맞춤의학에 대한 중요성이 증대되는 가운데 장내미생물 대사체 제어를 통한 약물에 대한 개인별 반응성 조절의 실마리가 될 수 있을 것으로 기대된다.

 

이번 연구의 성과는 국제학술지 셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)’812일 온라인판에 게재되었다.

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