서울대학교병원 내분비내과 곽수헌(사진 왼쪽), 박경수(오른쪽) 교수 연구팀은 2012년부터 2017년까지 한국인 당뇨병 환자 7850명과 정상 혈당을 유지하는 한국인 9215명의 유전자 변이를 분석한 결과 이 같이 나타났다고 밝혔다.
연구팀은 이를 위해 차세대 염기서열 분석을 통해 73만개의 유전자 변이를 일일이 확인, 대조했다. 그리고 이중 단백질의 아미노산 서열 변화를 일이키는 변이를 중점적으로 살폈다.
단백질은 긴 아미노산 서열 구조로 구성돼 있다. 유전자 변이가 생기면 그 유전자 정보에 의해 만들어지는 단백질의 아미노산 서열 구조에 일부 변형이 일어날 수 있다. 이 경우 정상 단백질의 구조 및 기능에 이상이 생겨 당뇨병, 치매, 암 등 각종 만성질환과 퇴행성 질환을 유발하게 된다.
연구팀은 인슐린을 분비하는 췌장 베타세포 분화에 관여하는 PAX4 (paired box 4) 유전자의 변이와 당뇨병 주사 치료제로 사용되는 인크레틴 호르몬 수용체인 GLP1R (glucagon-like peptide 1 receptor) 유전자의 변이가 한국인 당뇨병 발병에 중요함을 밝혀냈다(도표 참조).
PAX4 유전자의 192번째 단백질 아미노산이 아르기닌에서 히스티딘이나 세린으로 치환된 경우 당뇨병 위험이 약 1.5배 높아졌다. 이 변이는 한국인에서 빈도가 각각 8%(히스티딘)과 4%(세린)였으나, 유럽인에서는 전혀 관찰되지 않았다.
GLP1R 유전자의 131번째 단백질 아미노산이 아르기닌에서 글루타민으로 치환된 경우에는 오히려 당뇨병 위험이 0.86배 낮아졌다. 이 변이 역시 한국인에서는 빈도가 21.1%였지만 유럽인에서는 나타나지 않았다.
또한, 한국인 당뇨병 환자 중 PAX4 유전자 변이가 있으면 당뇨병 발병 연령이 낮았으며, GLP1R 유전자 변이가 있으면 심장, 뇌혈관질환이 적게 발생했다.
당뇨병은 우리나라 30세 이상 성인 약 501만명이 앓고 있는 대표적인 만성질환이다. 특히 우리나라는 OECD 국가 중 당뇨병 사망률이 5번째 높을 정도로 문제가 심각하다.
이번 연구는 보건복지부 한국보건산업진흥원 포스트게놈 다부처유전체 사업 인간유전체 이행연구 (과제번호 HI15C1595) 및 세계선도의생명과학자육성과제 (과제번호 HI15C3131) 연구비 지원으로 수행됐으며, 이 분야 국제 학술지 ‘당뇨병(Diabetes)’ 9월호에 게재됐다.
이기수 의학전문기자 kslee@kmib.co.kr
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