[주간 메디컬 탑픽] 당뇨 유병기간 길수록 치매 걸릴 위험 높아
[주간 메디컬 탑픽] 당뇨 유병기간 길수록 치매 걸릴 위험 높아
  • 임도이
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  • 승인 2021.11.13 17:03
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[헬스코리아뉴스 / 정리=임도이] 이번주(11월 07일~11월 13일)에도 인간의 건강에 영향을 미치는 몇 건의 연구결과들이 소개됐다. 뇌졸중 같은 합병증이 있거나 당뇨의 유병기간이 길어질수록 치매 발병 위험이 높아진다는 사실이 밝혀지고, 손상된 유전체를 복구하는 ‘새로운 단백질’의 기능이 규명됐다. 한 주 동안 화제가 된 주요 메디컬 뉴스를 정리했다. [편집자 주]

 

확장성 심근병증, 원인은 단백질 돌연변이

[사진=픽사베이]
[사진=픽사베이]

심장이 확장되고 수축력은 떨어져 ‘늘어나 버린 고무줄’로 비유되는 확장성 심근병증(DCM)의 원인이 단백질 돌연변이 때문이라는 연구 결과가 나왔다.

독일 뮌스터 대학 생리학 II 연구소(Physiology II at the University of Münster) 소장 볼프강 린케(Wolfgang Linke) 교수 연구팀은 독일 바트 외인하우젠의 심장 전문 병원과 함께 확장성 심근병증 말기 환자 113명의 심장에서 얻은 조직 샘플을 연구해 22명(19.5%)에게서 티틴 유전자(TTN) 돌연변이를 발견했다.

티틴(Titin)은 심장을 포함한 근육의 탄력 있는 움직임을 가능하게 하는 거대하게 큰 단백질이다. 하지만 그동안 티틴 유전자 돌연변이가 왜 확장성 심근병증의 원인이 되는지는 알려지지 않았다. 확장성 심근병증은 심장 근육의 이상으로 인해 심장이 확장되고 심장 기능은 저하되는 심장 질환이다. 

연구팀은 TTN 변이 환자의 심장에 정상적인 티틴이 적다는 것을 발견했다. 정상적인 티틴 단백질의 손실은 수축 단위의 수를 감소시켜 TTN 변이 확장성 심근병증 환자의 심장 수축력을 감소시킨다고 설명했다. 

정상적인 티틴의 수가 적은 대신 TTN 변이 환자 심장에는 잘린 티틴 단백질이 있었다. 잘린 티틴 단백질은 심장근육세포 수축에 영향을 미치지 않고 세포내에서 통합돼 심장 기능에 기여하지 못한다는 것이 증명됐다. 

연구팀은 다량의 잘린 티틴 단백질이 심장근육세포 내에 결함이 있거나 노화된 단백질을 정화하는 세포내 단백질 품질 조절 시스템이 기능하지 못하게 막아 심장의 기능을 떨어트린다는 것을 발견했다.  

연구팀은 TTN 변이 환자 조직에서 얻은 배양 세포에 유전자 가위기술 CRISPR-Cas9를 이용한 유전자 편집을 통해 돌연변이를 복구하고 수축력을 회복시켰다.

돌연변이를 보정해 TTN 변이에 의한 수축성을 회복하고, 잘린 티틴 단백질을 제거해 정상적인 티틴 함량을 증가시켰다. 티틴 단백질 함량이 증가하며 심장 기능이 개선된 것을 확인했다. 

린케 교수는 “유전자 편집을 통한 심근병 치료는 심장 질환 치료의 새로운 영역을 개척했다”고 기대했다.

 

 

신장이식 후 면역억제제 농도가 장기 생존율 결정

서울성모병원 장기이식센터 신장내과 정병하 교수 [사진=서울성모병원 제공]
서울성모병원 장기이식센터 신장내과 정병하 교수 [사진=서울성모병원 제공]

신장이식 후 사용하는 주요 면역억제제인 타크롤리무스의 농도를 일정하게 유지해야 이식 후 신장의 장기 생존율을 향상시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 

가톨릭대학교 서울성모병원 장기이식센터 신장내과 정병하 교수 연구팀은 1996년부터 2018년까지 서울성모병원 장기이식센터에서 신장이식을 받은 1143명을 대상으로 이식 후 2년 동안의 타크롤리무스 혈중 농도의 변화에 따른 이식 신장의 10년 장기 생존율을 비교했다. 환자군은 농도 변화에 따라 세 군으로 분류했다.

연구 결과 혈중 농도의 변화가 가장 큰 군에서 나머지 두 군과 비교해 장기 생존율이 가장 유의하게 감소했다.

연구팀은 농도 변화가 높은 군에서 이식 신장의 급성 거부반응 발생의 빈도가 높아져 점차적인 기능 손상이 일어나고 이식 신장의 장기 생존율이 낮아진다고 분석했다.

평균 농도가 5ng/mL로 비교적 높게 보인 환자들만을 대상으로 분석했을 때도 혈중 타크롤리무스 농도 변화가 심할수록 이식 후 장기 생존율이 감소했다. 연구팀은 단순히 농도를 높게 유지하는 것뿐만 아니라, 농도의 변화를 최소화하는 것 또한 중요하다고 밝혔다.

 

 

흡연, 나이 상관없이 심혈관질환·폐암 발생률 높인다

가톨릭대 인천성모병원 심장혈관내과 최익준 교수 [사진=인천성모병원 제공]
가톨릭대 인천성모병원 심장혈관내과 최익준 교수 [사진=인천성모병원 제공]

담배를 피우면 나이와 상관없이 급성심근경색 및 폐암 발생률이 모두 높아지는 것으로 나타났다. 

가톨릭대학교 인천성모병원 심장혈관내과 최익준 교수 연구팀은 2004년부터 2014년까지 가톨릭중앙의료원 산하 8개 병원과 전남대학교병원에 관상동맥중재술을 받은 급성심근경색증 환자 1만 683명의 환자 데이터를 분석했다.

연구 결과 흡연자의 평균 나이는 59세, 비흡연자는 평균 68세로 흡연자가 평균 9년 정도 빨리 급성심근경색증에 노출되는 것으로 나타났다. 

심혈관 위험요인에 대해 성향점수를 매칭한 후 흡연자의 5년간 장기 예후를 비교한 결과, 비흡연자 대비 전체 사망률은 24%, 심장 원인 사망률과 주요 심혈관 질환 발생률은 각각 19%, 13% 높았다. 특히 폐암은 흡연자가 비흡연자보다 2.75배 더 많았다.

흥미로운 점은 흡연자에서 고혈압, 당뇨병, 만성 신부전, 뇌졸중, 심장 스텐트 삽입술 등 과거력을 가진 빈도가 비흡연자에 비해 더 낮았다는 점이다.

최익준 교수는 “흡연자는 심혈관질환의 위험인자인 고혈압, 당뇨병, 만성 신부전, 뇌졸중 등 위험인자를 더 적게 가지고 있고, 나이가 훨씬 젊다고 하더라도 심근경색이 발병할 수 있다”며 “흡연자와 비흡연자를 단순히 비교했을 때는 흡연자의 사망률이 더 낮은 것으로 나타나는데, 이는 젊은 나이와 여러 심혈관질환의 위험인자를 동반하지 않았다는 점에서 사망률이 더 낮아 보이는 이른바 ‘흡연자의 역설(smoker's paradox)’로 설명된다”고 말했다.

 

 

걷는 속도 느려진다면 근감소증 의심

(왼쪽부터) 분당서울대병원 노인병내과 김광일 교수, 전남대병원 노년내과 강민구 교수[사진=분당서울대병원 제공]
(왼쪽부터) 분당서울대병원 노인병내과 김광일 교수, 전남대병원 노년내과 강민구 교수[사진=분당서울대병원 제공]

보행속도가 근감소증 여부를 판단하는 기준이 된다는 연구 결과가 나왔다. 

분당서울대병원 노인병내과 김광일 교수, 전남대병원 노년내과 강민구 교수 연구팀은 독립적으로 보행이 가능한 50세 이상의 성인 남성 106명(평균 연령 71세)을 대상으로 4주간 벨트 형태의 웨어러블 기기를 통해 실제 보행 속도를 측정했다. 

총 21만 회 이상의 실제 보행 속도를 측정한 결과, 평균 일상생활 보행속도는 1.23m/s로 나이가 들어감에 따라 느려지는 것으로 나타났다. 근감소증이 있는 참가자는(1.12m/s) 근감소증이 없는 참가자(1.23m/s) 보다 낮은 보행속도를 보였다.

근력 검사를 통해 근력이 낮은 참가자(악력<28kg)와 정상 근력을 가진 참가자를 구분해 보행속도를 비교했다. 그 결과, 근력이 낮은 참가자의 평균 보행속도는 1.15m/s, 정상 근력 참가자는 1.23m/s로 차이가 나타났다.

근육량이 적은 참가자(골격근질량<7.0kg/m2)와 정상 근육 질량을 가진 참가자의 경우에도 각각 1.22m/s, 1.25m/s의 차이를 보이며, 일상생활의 보행속도가 곧 하지 골격근량과 유의하게 관련성이 있는 것으로 예상됐다.

김 교수는 “지금까지는 주로 검사실에서 1-2회의 단발성 측정이 이루어져 실제 보행속도를 정확하게 반영하기 어려웠지만, 이번 연구는 간편한 웨어러블 기기를 통해 개개인의 실제 보행속도를 연속적으로 평가할 수 있었다”며 “일상적으로 사용하는 벨트 형태의 기기를 사용함으로써 사용자 스스로도 보행속도를 확인할 수 있고, 실제 보행속도가 저하되는 경우에는 근감소증 관련 진료의 필요성을 인지할 수 있다는 장점이 있다”고 설명했다.

 

 

“마늘건조분말 섭취 혈압 개선에 효과적”

마늘 [사진=픽사베이]
마늘 [사진=픽사베이]

마늘건조분말을 섭취하면 수축기 및 이완기 혈압이 개선된다는 연구 결과가 나왔다. 

서울과학기술대학교 식품공학과 김지연 교수 연구팀은 출판연도의 제한없이 지난해 7월까지의 논문 3203건을 바탕으로, 377명을 대상으로 한 7건의 연구를 메타 분석해 이 같은 결과를 얻어냈다.

연구팀은 메타 회귀 분석을 이용해 ▲마늘건조분말의 일일섭취량 ▲섭취 기간 ▲수축기혈압 또는 이완기혈압의 기저 수준 ▲연구대상자수가 전체 효과에 영향을 미치는 조절 변수인지 분석했다.

연구 대상자는 ▲고혈압 전단계(수축기혈압 130~139 mmHg 또는 이완기혈압 80~89 mmHg) ▲고혈압 1기(수축기혈압 140~159 mmHg 또는 이완기혈압 90~99 mmHg)에 해당하면서 관련 의약품을 복용하지 않는 30~50대 남녀로 모집됐다. 

연구 결과, 마늘건조분말 섭취 시 수축기 및 이완기 혈압이 각각 -6.0 mmHg, -2.7 mmHg 수준으로 통계적으로 유의하게 개선됐다. 혈압 개선 효과가 있는 섭취량은 0.6~2.4g/일 (평균 약 0.9g/일)이었고, 대부분 0.6~0.9g/일에 해당했다.  

연구팀은 마늘건조분말의 혈압 개선 효과가 혈압 조절의 주요 시스템인 레닌-안지오텐신계(renin-angiotensin system) 억제에 의한 것으로 분석했다. 고혈압을 유도한 생쥐에 마늘건조분말을 먹이면 혈액 내 레닌 수준과 안지오텐신 전환효소 활성이 유의하게 감소했다. 마늘건조분말의 주요 성분인 알리신(allicin)도 안지오텐신 II 제1형 수용체 발현을 감소시켰다.

연구팀 관계자는 “이번 연구는 마늘의 제조공정과 연구대상자를 모두 고려해 기능성식품으로서 혈압개선 기능성을 평가한 최초의 메타분석으로서 의의를 가진다”며 “현재까지의 연구를 종합하면 하루 0.6~0.9g의 마늘건조분말 섭취는 혈압을 유의하게 개선시킨다”고 말했다. 

 

 

당뇨 유병기간 길수록 치매 걸릴 위험 높아

(왼쪽부터) 연세대학교 의과대학 용인세브란스병원 정신건강의학과 김우정 교수, 서울성모병원 내분비내과 이은영 교수, 숭실대학교 정보통계보험수리학과 한경도 교수 [사진=용인세브란스병원 제공]
(왼쪽부터) 연세대학교 의과대학 용인세브란스병원 정신건강의학과 김우정 교수, 서울성모병원 내분비내과 이은영 교수, 숭실대학교 정보통계보험수리학과 한경도 교수 [사진=용인세브란스병원 제공]

뇌졸중 같은 합병증이 있거나 당뇨의 유병기간이 길어질수록 치매 발병 위험이 증가한다는 연구 결과가 나왔다. 

연세대학교 의과대학 용인세브란스병원 정신건강의학과 김우정 교수 연구팀은 2009~2010년 건강보험공단의 일반건강검진에 참여한 40세 이상 모든 검진자를 분석해 이같은 결과를 얻어냈다.

당뇨병이 체내 치매 유발물질을 생성하거나 뇌 혈액 공급에 만성적인 영향을 줌으로써 치매 발병 위험을 높인다는 사실은 이전까지 여러 연구를 통해 밝혀진 바 있다. 하지만 당뇨 전단계(prediabetes, 당뇨병으로 진행될 가능성이 높은 상태) 및 당뇨 합병증과 치매의 관계에 대한 연구는 상대적으로 부족했고 관련성 역시 명확하지 않았다.

연구팀은 검진자를 ▲정상군 ▲당뇨 전단계 ▲새로 발병한 당뇨 ▲5년 미만 치료 중인 당뇨 ▲5년 이상 치료 중인 당뇨로 구분하고 콕스 비례위험 회귀분석을 시행했다.

분석 결과 당뇨 전단계를 포함한 고혈당의 정도와 기간이 알츠하이머형 치매의 발병 위험 증가와 유의미한 관련성이 있었다. 당뇨 전단계에서 5년 미만 치료 중인 당뇨(Diabetes<5 years), 5년 이상 치료 중인 당뇨(Diabetes≥5years)로 갈수록 높은 치매 발병 위험이 나타났다. 특히 허혈성 심질환, 뇌졸중, 만성신질환 등 동반질환이 있을 경우 단순 당뇨만 있는 경우보다 치매 발생 위험이 더 높았다.

연구팀은 새로 발병해 치료받기 전인 당뇨에서의 치매 발생 위험이 발병 5년 미만의 치료 중인 당뇨에서보다는 높고, 5년 이상 치료 중인 당뇨보다는 낮다는 점을 발견했다. 당뇨를 잘 관리할 경우 초기에는 치매 발생 위험을 낮출 수 있으나, 당뇨의 유병기간이 길어질 경우 치매 발병 위험이 불가피하게 증가할 수 있다는 것이다. 

 

 

손상된 유전체 복구 ‘새로운 단백질’ 발견

(왼쪽부터) 아주대학교 의과대학 강호철 교수, 김소연 연구강사, 황이슬 대학원생 [사진=아주대병원 제공]
(왼쪽부터) 아주대학교 의과대학 강호철 교수, 김소연 연구강사, 황이슬 대학원생 [사진=아주대병원 제공]

탈유비퀴틴화 효소로 알려진 ‘USP39(Ubiquitin-Specific Peptidase 39)’가 손상된 DNA를 획기적으로 복구하는 새로운 기전이 밝혀졌다.  

아주대 의대 생리학교실 강호철 교수 연구팀(김소연 연구강사, 황이슬 대학원생)의 연구성과다. 연구팀은 USP39라는 효소는 DNA가 손상됐을 때 매우 빠르게 손상 부위로 이동해 손상된 DNA의 완벽한 복구를 위해 액체 방울 응집체(Liquid-Demixing, phase to phase separation) 세포 내에 현상을 일으키는 단백질인 것을 확인했다. 

세포들은 유전체가 손상되면, 세포내 DNA 복구인자들을 이용해 DNA 복구 기전을 가동시킨다. DNA는 유전체의 근본 구성 요소이며, 유전 정보를 결정하는 가장 중요한 물질이다. 손상정도에 따라 돌연변이나 세포 사멸 등에 치명적인 악영향을 줄 수 있어  DNA의 새로운 복구 기전 발견은 의미가 있다.

임상적으로 유전체 불안정성에 의한 다양한 암에서 USP39가 상당한 양으로 과발현되어 있는 점을 고려할 때, 연구팀은 향후 암 치료제 개발에 새로운 전기를 마련할 것으로 기대하고 있다. 

연구팀은 여러 분자생물학적 실험방법을 활용해 유전체 손상·복구에 관여하는 DNA 복구인자들을 발견했다. 특히 USP39의 기능을 DNA 복구인자 측면에서 보다 심도있게 연구한 결과라고 설명했다. 

기존 USP39은 탈유비퀴틴화 효소(Deubiquinating enzyme, DUB)로 세포의 항상성 유지에 중요한 작용을 하는 단백질로 알려져 왔다.

탈유비퀴틴화란 특정 단백질에 결합한 유비퀴틴(76개 아미노산으로 구성된 작은 단백질)을 제거해 특정 단백질의 분해를 막거나 혹은 활성화를 조절하는 현상이다.

액체 방울 응집체는 액체상태 내의 상분리 현상으로(liquid-liquid phase separation), 물과 기름처럼 두 물질이 섞이지 않고 분리되는 현상을 의미한다. 이러한 현상이 세포내에서도 발생하는데, 세포내 상분리는 아주 작은 크기의 ‘액체 방울 응집체’를 만들어내는데 서로 다른 생체 분자들을 분리하거나 응집하면서 다양한 세포 활동에 관여한다.

연구팀은 이번 연구결과는 탈유비퀴틴화 효소에 의한 새로운 유전체 손상·복구기전으로, USP39가 ‘액체 방울 응집체’ 생성 현상을 유도해 다른 주요 DNA 복구인자들이 보다 효율적인 DNA 복구 기능을 할 수 있도록 세포내 안정적인 환경을 제공하는 등 정교하게 유전체 손상·복구기전을 조절하고 있음을 처음으로 밝힌 연구결과란 점에서 의의가 있다고 밝혔다.

 

 

“내시경 세척액으로 장내 미생물 분석 방법 개발”

(왼쪽부터) 부산백병원 소화기내과 유승정 교수, 이홍섭 교수 [사진=부산백병원 제공]
(왼쪽부터) 부산백병원 소화기내과 유승정 교수, 이홍섭 교수 [사진=부산백병원 제공]

대장 내시경 세척액으로 장내 박테리아를 분석하는 방법이 개발됐다.  

부산백병원 염증성 장질환 마이크로바이옴 연구팀(소화기내과 유승정·이홍섭 교수)은 장 용종 절제술에 사용되는 인젝터를 흡인 카테터로 사용해 대장 내시경 세척액을 흡인하고, 이를 통해 염증성 장질환 환자의 미생물 군집을 평가하는 방법을 발명하고 특허 출원했다. 

염증성 장질환은 궤양성 대장염 및 크론병을 포함하는 만성 장질환이다. 궤양성 대장염의 정확한 기전은 밝혀지지 않았으나 장내 세균 불균형이 주요한 원인 중 하나로 알려져 있다. 염증성 장질환 환자의 장내 세균 불균형을 조사하는 것은 진단, 치료 방법 선택 및 치료 효과에 대한 평가에 도움이 될 수 있다.

연구팀은 최근 대장암 검진을 위한 대장 내시경 검사가 빠르게 증가하고 있어, 장액을 쉽게 흡인할 수 있다는 점에 착안해 연구를 진행했다. 흔히 사용되는 인젝터를 흡인 카테터로 사용해 장내 세척액을 채취했다. 대변 시료와 결장 생검 시료를 수집해 각각의 방법에 따른 미생물 종류와 군집도를 분석했다. 각 샘플링 방법마다 정상인과 염증성 장질환 환자의 미생물 군집을 분석했다.

연구 결과 각 방법 간에 유의한 상관관계를 보였고, 장내 세척액으로도 기존의 방법만큼 충분한 미생물 군집 평가가 가능하다는 것을 확인했다. 세척액 시료에서 궤양성 대장염 환자와 정상인 대조군 사이에 미생물 군집 차이가 있다는 것도 증명했다. 장액 흡인으로 장내 미생물을 분석하는 것이 장내 세균 불균형을 평가하는 데 이점이 있다는 것이 확인된 것이다. 

연구팀은 “일반적으로 대장 내시경 세척액(하제) 사용이 장내 미생물 군집에 영향을 미치는 것으로 알려져 있지만, 대부분 14일 이내에 회복하는 것으로 보고되었다”며 “장내 세척액을 통한 미생물 군집 평가 방법으로 기존 방법들의 단점을 보완하고, 정확한 평가가 가능하게 됐다. 추후 염증성 장질환의 치료 및 연구에 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 보인다”고 전했다.


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