위에서 인슐린 만드는 기술 개발… ‘1형 당뇨’ 치료 길 연다

인슐린 생산하는 췌장 베타세포
유전자조작한 쥐 위에서 생성 성공
인간 줄기세포로 만든 위에 적용
쥐 이식후 혈당-당뇨병 개선 확인

제1형 당뇨병 환자는 췌장에서 인슐린이 거의 분비되지 않아 인슐린 주사를 맞아야 한다. 최근 줄기세포를 이용해 위 기능을 모사한 오가노이드(장기유사체)에서 인슐린이 분비되도록 만드는 기술 연구가 진행되고 있다. 게티이미지코리아

인슐린은 혈당 조절에 필수적인 호르몬이다. 인슐린을 생산하는 공장은 췌장의 베타세포다. 제1형 당뇨병 환자는 베타세포가 파괴된 상태이기 때문에 인슐린이 거의 생산되지 않는다. 하지만 위 세포가 망가진 췌장 베타세포의 역할을 대신하면 제1형 당뇨병 치료 효과가 나타난다는 연구 결과가 발표됐다.

샤오펑 황 미국 웨일코넬의대 분자생물학과 교수 연구팀은 줄기세포를 이용해 위와 닮은 유사체를 만든 뒤 췌장 역할을 하도록 만드는 기술을 개발하고 연구 결과를 6일 국제학술지 ‘줄기세포 리포츠’에 발표했다.

베타세포가 인슐린을 제대로 생산하지 못해 제1형 당뇨병이 생기면 혈당 수치가 높은 상태를 유지하게 된다. 장기적으로 신장, 눈, 심혈관계 등이 손상을 입는 원인이다.

제1형 당뇨병을 치료하려면 인슐린 투여가 필수적이다. 환자는 평생 혈당 수치를 모니터링하며 인슐린 주사를 맞고 건강한 식이요법과 규칙적인 운동을 시행하는 등 생활습관을 잘 관리해야 한다.

췌장 베타세포 대신 인슐린을 생산할 수 있는 세포를 만들 수 있다면 제1형 당뇨병 환자를 위한 잠재적 치료 옵션이 될 수 있다. 연구팀은 앞서 동물실험을 통해 쥐의 위 세포를 유전자 교정하면 췌장 베타세포로 변형된다는 사실을 발견했다.

연구팀은 인간에게서도 가능한 전환인지 확인하기 위해 인간 줄기세포를 이용해 위 기능을 모사한 ‘인간 위 오가노이드(장기유사체)’를 만들었다. 특정 유전자 스위치를 켜면 췌장 베타세포로 기능하도록 유전자 교정이 이뤄졌다.

연구팀이 위 오가노이드를 실험 쥐의 복부 부위에 이식한 결과 최대 6개월간 기능했고 주변 조직 및 혈액 시스템과 연결됐다. 특히 췌장 베타세포로 전환시키는 유전자를 발현시키면 인슐린을 분비했다. 당뇨병 쥐 모델을 대상으로 실험한 결과 위 오가노이드가 삽입된 쥐는 인슐린 분비로 혈당 수치가 조절되고 당뇨병이 개선됐다.

연구팀은 “유전자 및 단백질 발현 관점에서 개발한 위 오가노이드는 췌장 베타세포와 유사한 상태로 볼 수 있다”며 “인간의 위 세포가 인슐린을 분비하는 세포로 전환되도록 만드는 방법을 찾는 데 이번 연구가 참조가 될 것”이라고 말했다.