광역학 치료, 비만 대사성 질환에도?
광역학 치료, 비만 대사성 질환에도?
  • 함예솔
  • 승인 2020.04.21 23:55
  • 조회수 512
  • 댓글 0
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요약

 

대사성 질환(제2형 당뇨) 때문에 비만을 촉진시키는 장(腸) 호르몬의 분비를 빛으로 조절하려는 연구가 나왔습니다. 이번 연구에서는 호르몬 GIP를 분비하는 K세포를 표적하기 위한 새로운 광응답제를 개발했습니다. 빛을 조사하면 활성산소가 형성되어 세포가 사멸하는 광역학치료의 원리를 접목했습니다. 이는 향후 향후 지방산-광응답제를 내시경에 부착된 스프레이와 빛을 사용한다면 비만 대사 수술에 준하는 효과를 나타낼 것으로 기대됩니다. 

비알코올성 지방간은 비만과 연관되기도. 출처: pixabay
광역학 치료, 비만 대사성 질환에도 이용될 수 있을까. 출처: pixabay

가톨릭대학교 나건 교수 연구팀은 비만 환자에서 지방 축적을 돕는 장 호르몬, GIP를 분비하는 K 세포를 제거하기 위한 표적 광(光)응답제를 개발했습니다. 빛을 받으면 활성산소를 생성하는 광응답제는 활성산소에 의한 산화스트레스로 표적세포를 사멸시키는 광역학치료(PDT)의 주요 소재입니다.

  • GIP(Gastric inhibitory polypeptide)

십이지장 내 지방 및 탄수화물 존재에 반응하여 분비되는 장 호르몬으로십이지장을 덮고 있는 K세포에 의해 분비됩니다.

주로 종양세포 제거에 이용되던 광역학치료를 호르몬 분비 세포 제거를 통한 비만 대사성질환에 접목하려는 시도로, 내시경으로 원하는 부위에만 국소적으로 빛을 조사해 정상세포의 손상을 줄일 실마리가 될 것으로 기대됩니다. 참고로 비만 및 당뇨 환자에서 식후혈당을 높이고 지방축적을 돕는 GIP는 비만 대사성질환 치료를 위한 표적이 될 수 있지만, 현재 임상적으로 사용되는 GIP 억제 약물은 없습니다. 

 

K세포만 선택적으로 제거할 수 있는 표적 광응답제 설계

 

연구팀은 K 세포에만 특이적으로 결합하는 지방산을 광응답제에 접합, K 세포를 선택적으로 제거할 수 있는 표적 광응답제를 설계했습니다. GIP 분비를 돕는 십이지장 표면의 K 세포를 찾아가 산화스트레스가 되는 활성산소를 생성시킬 수 있도록 K 세포 표면의 수용체에 결합할 수 있는 지방산을 접합한 겁니다.

지방산-광응답제 접합제를 이용한 비만 대사성 질환 광역학 치료 개념도.출처: 한국연구재단
지방산-광응답제 접합제를 이용한 비만 대사성 질환 광역학 치료 개념도. 출처: 한국연구재단

실제 생쥐 모델에서 지방산이 없는 광응답제에 비해 지방산이 접합된 표적 광응답제는 K 세포가 많은 십이지장으로 3배나 더 많이 축적된 것으로 확인됐습니다. 십이지장 표면을 태워 K 세포를 제거하는 방식인 십이지장 점막 재표면술(duodenal mucosal resurfacing)이 이용되고 있지만 내시경을 통해 빛을 쬐는 보다 안전한 방식으로 GIP를 분비하는 세포를 사멸시킬 수 있다는 가능성을 제시했습니다. 

비만·당뇨 생쥐에서 K세포 표적 광응답제에 의한 GIP 분비 억제 효과. 출처: 한국연구재단
비만·당뇨 생쥐에서 K세포 표적 광응답제에 의한 GIP 분비 억제 효과. 출처: 한국연구재단

연구팀은 고지방 식단으로 유도된 비만 및 당뇨 생쥐에 광응답제를 투여하고 십이지장에 빛을 쬐어 표적 광응답제의 작용을 확인했습니다. 표적 광응답제로부터 생성된 활성산소가 K세포를 사멸시켜 혈장 내 GIP 농도가 낮아지고 생쥐의 몸무게 및 지방량이 감소한 것을 확인했습니다. 이번 연구는 <Biomaterials>에 게재됐습니다.


##참고자료##

 

Lee, Sanghee, and Kun Na. "Lipid photosensitizers for suppression of gastric inhibitory polypeptide in obese with type 2 diabetes." Biomaterials (2020): 119977.


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