췌장의 인슐린 분비세포 기능의 저하로 인해 발병한다고 알려진 당뇨병. 하지만 뇌 속에서 체내 혈당에 직접적인 기능을 하는 포도당 감지 신경세포가 발견되어 당뇨병 진단치료에 새로운 가능성이 열렸다.

KAIST는 서성배 생명과학과 교수와 오양균 뉴욕대 박사 공동연구팀이 초파리 모델 시스템을 이용해 뇌 속 체내 혈당에 직접적인 기능을 하는 포도당 감지 신경세포를 발견하고 구체적인 원리를 알아냈다고 밝혔다. 

학계에서는 그동안 인간 두뇌 시상하부나 후뇌 등에 포도당을 감지하는 신경세포가 존재할 것이라는 가설을 보편적으로 받아들이고 있었지만 어떤 세포가 무슨 방식으로 포도당을 감지해 몸의 각 부위에 명령을 내리는지는 확인되지 않았다.

연구팀은 초파리 전체 뇌 신경조직을 검사해 본 결과 포도당의 영양적 가치를 판단하는 데 필수적인 한 쌍의 신경세포를 발견했고 이 신경세포는 체내 포도당 농도 증가에 반응해 활성화되는 특징을 가졌다고 설명했다.

또 포도당 감지 신경세포를 억제할 경우 인슐린 생산 조직의 억제로 인해 혈중 인슐린 농도가 감소하며, 글루카곤 생산 조직에 대한 억제가 사라짐에 따라 혈중 글루카곤 농도가 증가 됨을 확인했다. 이들 호르몬의 변화로 인해 혈중 포도당 농도가 유의미하게 증가, 감소할 수 있다는 것을 보여준 것이다.

이번 연구는 초파리 뇌 속의 포도당 감지 신경세포가 인슐린 생산 조직 활성화, 글루카곤 생산 조직 활동 억제 등을 통해 체내 혈당 조절에 어떻게 관여하는지를 처음으로 밝혀낸 중요한 단서로, 당뇨병의 진단 및 치료에 새로운 가능성을 열 것으로 기대된다.

서성배 교수는 “이번 연구 결과는 초파리에서 의미 있는 발견을 했다는 사실을 넘어 당뇨병 원인 규명과 치료의 패러다임을 근본적으로 바꿀 수 있는 계기를 마련한 것이다”라며 “뇌에서 만들어지는 신호가 체내 혈당 조절에 근본적인 역할을 함이 구체적으로 규명되면 한 단계 진보된 당뇨병의 진단 및 치료뿐 아니라 비만, 대사질환 치료도 가능해질 것이다”라고 말했다.

해당 연구결과는 국제학술지 ‘네이처’ 온라인판에 게재됐다.