연구자들은 아연이 제2형 당뇨병 및 이와 관련된 지방간 질환을 예방하는 유전적 메커니즘을 처음으로 발견했습니다. 이러한 발견은 신진대사에 대한 이해를 향상시키고 새로운 당뇨병 치료법 개발의 문을 열어줍니다. 아연은 면역 기능, 세포 성장 및 분열, DNA 합성 및 대사를 돕습니다. 아연의 중요성을 고려하여 우리 몸은 아연 수치를 유지하기 위한 메커니즘을 발전시켜 왔습니다. 이러한 메커니즘 중 하나는 아연을 세포로 운반하는 아연 운반체 계열에 속하는 단백질을 암호화하는 용질 수송 계열 39 구성원 5(SLC39A5) 유전자와 관련이 있습니다.
이전 연구에서는 아연과 당뇨병 환자의 혈당 수치 개선 사이의 연관성을 발견했지만 개선이 "어떻게" 완전히 명확하지 않았기 때문에 연구자들은 SLC39A5로 시작하여 그 뒤에 있는 메커니즘을 탐구하게 되었습니다.
이번 연구의 제1저자인 Shek Man Chim은 “아연 섭취를 늘리면 당뇨병 전증이나 제2형 당뇨병 환자의 혈당 조절이 향상되고, 주요 아연 수송체에 돌연변이가 있는 사람들도 당뇨병 발병 위험이 줄어든다는 사실을 알고 있습니다.”라고 말했습니다. "그러나 아연이 전신 혈당 수준과 당뇨병 위험에 영향을 미치는 메커니즘은 아직 불분명합니다."
연구진은 당뇨병 환자 62,000명 이상과 건강한 대조군 518,000명 이상을 대상으로 SLC39A5 기능 상실 돌연변이를 관찰한 유럽과 미국의 4개 연구에 대한 메타 분석을 실시했습니다. 결과는 SLC39A5 돌연변이 보균자의 순환 아연 수준 증가가 당뇨병 위험 감소와 관련이 있음을 확인했습니다.
이 연관성을 확인한 후, 연구자들은 생쥐에서 SLC39A5 유전자를 제거하여 아연 수송체가 부족한 상태로 만들었습니다. 그들은 쥐의 순환(혈액) 아연 수치가 대조군에 비해 암컷 쥐에서는 약 280%, 수컷 쥐에서는 227% 증가한 것으로 나타났습니다. 또한 아연 수치는 조직, 특히 간, 뼈, 신장, 뇌에서 상당히 증가했지만 췌장에서는 더 낮았습니다. 증가된 아연 수치는 생쥐의 간 및 신장 기능에 부정적인 영향을 미치지 않았습니다.
고지방, 고과당 식단으로 녹아웃 쥐에게 비만을 유도한 후, 연구자들은 쥐가 동일한 식단을 먹은 대조 쥐에 비해 공복 혈당이 현저히 낮다는 것을 발견했습니다. SLC39A5의 손실은 또한 조직이 세포가 포도당을 흡수하도록 설계된 인슐린 신호에 반응하지 못하는 당뇨병의 특징인 인슐린 저항성의 감소로 이어졌습니다.
당뇨병은 종종 비알코올성 지방간 질환(NAFLD)과 함께 발생하기 때문에 연구자들은 SLC39A5를 제거하는 것이 간에도 도움이 될지 여부를 조사했습니다. 그들은 그것이 사실이라는 것을 발견했습니다. SLC39A5 유전자가 없는 쥐는 간에 지방 축적이 적고 혈액 내 간 손상 지표가 적었습니다. 연구진은 SLC39A5가 없는 비만 쥐에서 대조군에 비해 간에 지방 축적이 적고 인슐린 민감도가 더 높은 것을 관찰했습니다.
비알코올성 지방간 질환은 비알코올성 지방간염(NASH)이라는 진행된 형태로 발전할 수 있으며, 이는 간 염증과 조직 흉터(섬유증)를 유발합니다. 연구진은 비만 쥐에서 SLC39A5를 제거하면 간 손상과 공복 혈당 지표가 감소하고 염증과 섬유증이 개선된다는 사실을 발견했습니다.
교신저자인 Harikiran Nistala는 “우리 연구는 아연이 고혈당증을 예방한다는 최초의 유전적 증거를 제공하고 이 효과의 기계적 기초를 드러낸다”고 말했습니다. "우리의 관찰은 SLC39A5를 차단하는 것이 제2형 당뇨병과 아연 보충이 불충분한 기타 징후를 치료하기 위한 잠재적인 방법일 수 있음을 시사합니다."
해당 연구 논문은 Genetics and Genomics 저널에 게재되었습니다.