장내미생물 제어로 당뇨병 치료효과 높인다!

당뇨 치료제 효능을 억제하는 장내미생물 대사체의 작용기작 연구

– 장내미생물 대사체 제어를 통한 당뇨 치료 효과 증대방안 제시 –

한고아라 교수(성균관대학교 의과대학 정밀의학교실) 연구팀과 프레드릭 백헤드 교수(스웨덴 예테보리대학교) 연구팀이 장내미생물 대사체가 당뇨병 약인 메포민의 혈당조절 실패에 미치는 영향을 규명했다는 소식입니다!

모든 사람이 같은 약물에 대해 동일한 반응을 나타내지 않으므로 약물의 효능을 증대시키고 부작용을 줄이기 위해서는 약물에 대한 개인별 반응 차이를 유도하는 기작을 이해하는 것이 중요한데요. 연구팀은 장내미생물 대사체인 이미다졸 프로피오네이트(아이엠피)가 당뇨병 약인 메포민의 작용을 억제함을 확인하였습니다.

※ 메포민(metformin)
당뇨병 진단 후 1차로 처방받는 약물로 60년 이상 혈당강하제로 이용되는 성분이나 그 작용기작은 명확하지 않다.

※ 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.

※ 장내미생물 대사체
장내미생물이 식이 및 약물을 장내미생물 특이적인 효소를 이용하여 변형시키거나 생산해낸 물질

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.

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

우선, 아이엠피가 혈당저해제인 메포민 복용 이후에도 혈당이 높은 당뇨환자에서 증가되어 있음을 보였습니다. 또, 아이엠피가 메포민의 신호전달 과정을 저해하여 메포민이 혈당조절에 실패하는 원인인자일 가능성을 제시하였습니다. 더 나아가, 쥐에서 아이엠피의 작용을 억제할 경우 메포민의 효능이 복구가 될 수 있음을 보였습니다.

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

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

[출처] 한국연구재단 홈페이지 및 기초공감 블로그