대부분의 사람이 살이 찌면 혈당치가 높아지는 이유는 무엇일까?

일본 가나자와대학의 신학술 창성연구기구 혁신적 통합바이오 코어 영양·대사연구 유니트의 이노우에 하지메 교수, 와타나메 카즈후미 연구원 등의 연구팀은 간의 포도당 흡수기능을 조절하는 분자 ‘Sirt2’를 세계 최초로 특정했다.

간은 식사를 통해 혈액 중에 유입되는 포도당의 3분의 1을 재흡수함에 따라, 식후에 급격하게 혈당이 상승하는 것을 막아 혈당치를 정상으로 유지하는 중요한 역할을 담당한다. 지금까지 비만이나 2형 당뇨병에서는 간의 당흡수가 저하하여 이것이 혈당의 원인이 되는 것으로 알려져 왔지만, 간에서 당흡수가 저하하는 구조는 해명되지 않고 있었다.

연구팀은 비만쥐 모델에서는 간의 ‘Sirt2’ 기능이 저하해 있다는 것을 발견하고, Sirt2 기능저하가 당흡수 장애, 또 그에 따른 고혈당을 일으킨다는 것을 밝혀냈다.

간에서 당흡수는 당흡수 효소인 글루코키나아제와 그 제어인자인 글루코키나아제 조절단백질(GKRP)에 의해 조절되는 것으로 알려져 왔다. 글루코키나아제는 GKRP와 결합한 상태에서 작용하는 것이 아니라, GKRP에서 해리되어 활성화되어 당흡수를 촉진한다. 

연구팀은 글루코키나아제와 GKRP가 해리되기 위해서는 Sirt2의 탈아세틸화작용에 의해 GKRP의 아세틸화 수식이 제거되어야 한다는 것을 알았다. 실제로, Sirt2가 작용하지 않고 간에서 당흡수가 저하한 비만마우스 모델에서는 GKRP의 아세틸화 수식은 증가하고 GKRP는 클루코키나아제와 강하게 결합하여 글루코키나아제의 작용을 억제했다. 한편, 비만마우스 모델에서 Sirt2기능을 회복시키면 GKRP의 아세틸화 수식은 감소하고, GKRP는 글루코키나아제와 해리될 수 있게 되어 당흡수 장애가 개선되었다.

또, 연구팀은 Sirt2가 작용하지 않는 상황에서도 아세틸화 수식되지 않는 GKRP를 제작하여 비만마우스 모델의 간에 도입한 결과, 당 흡수가 증가하여 혈당치 상승이 억제되는 것을 확인했다.  
 
이번 연구로 간의 포도당 흡수장애 기전이 밝혀짐에 따라 비만과 2형 당뇨병에 대한 이해가 깊어졌을 뿐만 아니라, 향후 Sirt2의 기능회복을 활용한 신규 당뇨병 치료약 개발을 기대할 수 있게 됐다.