DNA는 당뇨병에서 혈당조절을 기억한다

DNA는 당뇨병에서 불량한 혈당 조절을 '기억'합니다

Written by James Kingsland on July 23, 2020 — Fact checked by Hilary Guite, FFPH, MRCGP
한 연구에 따르면 1 형 당뇨병 환자의 혈당 수치 관리가 어떻게 수십 년 후에 합병증의 위험을 증가시킬 수 있는지가 밝혀졌습니다.

미국 질병 통제 예방 센터 (CDC)에 따르면 2016 년 미국 인구 약 0.55 % 인 약 130 만 명의 성인이 1 형 당뇨병을 앓고 있다고 합니다.

질병의 초기에 면역 체계는 인슐린을 생산하는 췌장의 세포를 파괴합니다.

결과적으로 상태가 있는 사람들은 혈중 포도당 또는 설탕의 양을 조절하기에 충분한 인슐린을 생성 할 수 없습니다.

시간이 지남에 따라 고혈당증으로 불리는 높은 수준의 혈당은 눈, 신장, 신경계 및 심혈 관계를 포함하여 몸 전체의 조직을 손상시킬 수 있습니다.

사람이 나중에 혈당을 조절하더라도 혈당 조절이 불량한 초기 에피소드는 영구적인 영향을 미치므로 합병증이 발생할 위험이 높아집니다.

의사들은 대사 기억으로 알려진 이 현상을 오랫동안 인식 해 왔지만 그 원인을 잘 이해하지 못했습니다.

당뇨병의 동물 모델에 관한 연구는 후성 유전학적 변화를 암시하며, 이는 DNA 서열을 변경하지 않고 특정 유전자의 활성에 영향을 미칩니다. 변화는 질병이나 사람의 환경이나 생활 양식과 관련된 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.

그러나 후성 유전학적 변화가 인간의 당뇨병 합병증 위험에 영향을 미친다는 직접적인 증거는 부족했다.

그러나 현재 캘리포니아 Duarte에있는 Beckman City of Hope of City의 팀이 이끄는 과학자들은 혈당 조절 불량, 후성 유전학적 변화 및 당뇨병 합병증의 초기 에피소드 사이에 강한 연관성을 발견했습니다.

이 연구는 Nature Metabolism 저널에 실렸다.

유전자 스위치 및 1 형 당뇨병

과학자들은 보관 된 혈액 샘플에서 세포의 DNA에서 메틸화(methylation)라고하는 후성 유전학적 변형의 한 유형을 프로파일했습니다. 메틸화는 유전자를 차단하여 이들이 암호화하는 단백질을 생산하지 못하게 합니다.

당뇨병 관리 및 합병증 시험 (DCCT)의 일환으로 면밀히 모니터링 한 당뇨병 환자로부터 약 20 년 전에 혈액 샘플을 수집했습니다. 이 연구는 혈당 수치를 정상 범위에 가깝게 유지 한 사람들이 10 년 동안 당뇨병 합병증을 현저히 줄였다는 것을 보여주었습니다.

현재 조사의 연구자들은 추후 연구에 포함 된 499 명의 무작위 선정 된 당뇨병 연구 및 합병증의 역학 연구인 DCCT 참가자의 샘플에서 DNA를 분석했습니다.  

그들은 초기 시험에서 환자가 혈당을 얼마나 잘 조절했는지, 그 시험이 끝날 때 DNA 메틸화, 그리고 향후 18 년간 당뇨병 합병증의 발생 사이의 연관성을 찾았습니다.

구체적으로, 그들은 실명으로 이어질 수 있는 망막병 증이라고 하는 눈의 망막 손상과 신장 병증으로 이어질 수 있는 신장 병증으로 인한 신장 손상에 중점을 두었습니다.

연구팀은 참가자의 DNA에있는 186 개 사이트에서 초기 혈당 조절과 메틸화 사이의 연관성을 발견했습니다. 이들 부위 중 다수는 당뇨병 합병증에 관여하는 것으로 알려진 유전자에 있었다.

후성적 변화는 총체적으로 후속 당뇨병성 망막 병증과의 연관성의 68 % 및 당뇨병성 신장 질환과의 연관성의 최대 97 %를 차지 하였다.

다시 말하면, DNA의 후성 유전학적 변화가 제 1 형 당뇨병 환자의 대사 기억을 구성하는 것임을 시사합니다.

“후생 유전학과 당뇨병과 관련 합병증 사이의 연관성이 이전에 보고 된 바 있지만, 이것은 제 1 형 당뇨병의 최초의 대규모 연구로, 포도당 수준의 높은 과거력이 지속적인 대사 기억을 촉진하고 미래의 당뇨합병증을 촉발하는DNA 메틸화의 지속적인 변화를 유발할 수 있음을 보여줍니다. "

– 수석 저자 Rama Natarajan 교수

 

향후 계획

이번 발견은 당뇨병 치료를 개선 할 수 있는 다양한 방법을 제시합니다.

의사는 언젠가 미래의 합병증에 대한 조기 경고로 후성 유전학적 변화를 사용하여 예방 조치를 권장 할 수 있었습니다.

또한, DNA 메틸화에 의해 영향을 받는 유전자는 합병증을 치료 또는 예방하기 위한 신규 약물 표적에 대한 포인터를 제공한다. Natarajan 교수는 연구소의 계산 및 정량 의학 학과장 Nagarajan Vaidehi와 공동으로 이러한 가능성을 탐구하고 있습니다.

또한 현재 연구를 주도한 Natarajan 교수와 Zhuo Chen 교수는 제 1 형 당뇨병의 다른 장기 합병증의 후성 유전학을 조사 할 계획입니다.

또한, 이들은 상태가 있는 사람들의 DNA 메틸화를 역전시켜 몇 년 후 합병증을 유발할 수 있는 대사 기억을 잠재적으로 "지울"수 있는 가능한 방법을 모색 할 것입니다.