췌장에서 인슐린을 생성하는 단일 세포의 파괴는 당뇨병을 일으킬 수 있지만, 최근 연구에 의하면 다른 세포들이 그 자리를 대신하고 혈당 수치를 조절하도록 수정될 수 있다는 것을 밝혀냈다.

'재프로그래밍(reprogramming)' 된 인슐린 생성 세포가 당뇨병의 치료제로 사용될 수 있다는 희망을 불러일으키지만, 지금까지 인간 세포를 쥐에 투입하여 실험되어 왔다.

2월 13일 네이쳐에 발표된 연구에서 혈액 속의 포도당 양을 조절하는 호르몬인 인슐린을 정상적으로 만들지 않는 인간 췌장 세포의 정체성을 바꾸고 호르몬의 생산을 가능케 했다고 한다.

재프로그래밍된 세포들을 쥐에 이식한 결과, 당뇨 증상을 완화시켜주었으며, 언젠가는 이 방법이 당뇨병 치료제로 사용될 수 있을 가능성을 높였다.

영국 링컨 대학의 생물학자 테렌스 허버트(Terence Herbert)는 "이것이 엄청난 잠재력을 가지고 있지만 해당 기술이 병원에서 직접적으로 사용되기 전 극복해야 할 몇 가지 장애물이 있다“고 말했다.

음식물 섭취 후 혈당 수치가 올라가면 췌장 내 β-세포라는 세포가 인슐린을 분비해 당분 흡수를 시작하도록 자극한다. 하지만 당뇨병을 앓고 있는 사람들은 해당 시스템이 붕괴되어, 높은 혈당 수치를 초래한다.

제1형 당뇨병의 경우, 면역체계가 β-세포를 공격 및 파괴하며, 제2형 당뇨병의 경우 β-세포가 충분한 호르몬을 생성하지 못하거나 인슐린에 내성이 생기게 된다.

과학자들은 이전 연구에서 β-세포가 파괴되면 α-세포라고 불리는 또 다른 췌장세포가 β처럼 되어 인슐린을 만들기 시작한다는 것을 보여주었다. 이러한 α-세포는 보통 글루카곤(glucagon) 호르몬을 생성하며 췌장 섬이나 랑게르한스 섬이라고 불리는 호르몬을 분비하는 세포 군락에서 β-세포와 함께 발견된다.

스위스 제네바 대학(University of Geneva, Switzerland)의 페드로 헤레라(Pedro Herrera) 연구팀은 인간 α-세포에서 이러한 단백질을 더 많이 생산하면 비슷한 효과를 낼 수 있을지 궁금해 했다.

연구팀은 우선 인간 췌장에서 섬세포를 추출했고, 각각의 세포 타입을 분리했다. 이어 pdx1과 mafa 단백질을 α-cells로 인코딩한 dna를 도입해 다시 뭉쳤다.

배양 후 일주일이 지난 후, 인간 α-세포의 40%가 인슐린을 생성하는 반면, 재프로그래밍되지 않은 세포는 그렇지 않았다. 재프로그래밍된 세포들은 또한 β-세포와 관련된 다른 유전자들의 발현도 증가하였다.

그 후 연구팀은 세포의 질량을 β-세포가 파괴된 당뇨병에 걸린 쥐에 이식했고 혈당 수치가 정상 수준으로 떨어진 것을 발견했으며, 이식된 세포가 제거되자 쥐의 혈당이 다시 솟구쳤다.

헤레라는 만약 α-세포 즉 다른 종류의 섬세포가 당뇨병에 걸린 사람들에게 이런 방식으로 인슐린을 생산하게 된다면, 그들의 삶의 질이 크게 향상될 것이라고 말했다.