1형 당뇨병 발생을 예측하는 단백질 표지자

1형 당뇨병은 2형 당뇨병보다 드물지만, 어린 나이에 나타나 평생 진행하기 때문에 더 나쁜 형태의 당뇨병이라고 할 수 있습니다. 인슐린을 생산하는 췌장의 베타 세포에 대한 자가 면역성 질환으로 바이러스 감염 및 유전적 면역 반응 특이성이 발병 원인으로 생각되고 있습니다.

하지만 유전적 소인을 지닌 사람 가운데 일부만이 1형 당뇨로 발전하는 이유에 대해서는 아직 잘 모릅니다. 물론 다행이기는 하지만 유전적 요인이 있는 사람 가운데 고위험군을 선별하고 예방법을 알아내기 위해서는 아직 많은 연구가 필요합니다.

미국 퍼시픽 노스웨스트 국립 연구소 (Pacific Northwest National Laboratory (PNNL))의 과학자들은 특정 단백질이 아니라 발현된 단백질 전부를 한 번에 모두 측정하는 프로테오믹스 (Proteomics) 기술을 이용해 이 문제에 도전했습니다.

연구팀은 1형 당뇨병 발병 기전과 위험인자를 알아보기 위한 연구인 The Environmental Determinants of Diabetes in the Young (TEDDY) 연구에 참가한 0-6세 소아 184명에서 수집한 혈액 샘플 2252개에 대한 프로테오믹스 분석을 시행했습니다. 참가자들은 모두 1형 당뇨의 유전적 위험도를 지니고 있습니다.

1단계 연구에서 과학자들은 이 가운데 실제 1형 당뇨가 생긴 환자의 혈액에서 발병에 기여한 것으로 보이는 단백질 변형 376개를 확인했습니다. 2단계 연구에서는 다시 이를 검증하기 위해 990명의 소아에서 얻은 6426개의 샘플의 프로테오믹스 분석을 시행했습니다. 그리고 83개의 생물학적 표지자가 될 수 있는 단백질을 찾아냈습니다.

연구팀은 이 데이터를 기반으로 각 단백질의 변화와 발현 정도를 측정해 인슐린 분비 베타 세포에 대한 자가 면역성과 1형 당뇨병 발생을 예측할 수 있는 머신 러닝 알고리즘을 개발했습니다. 덕분에 연구팀은 증상 발현 6개월 전에 1형 당뇨의 발생을 예측할 수 있게 됐습니다.

물론 현재는 시작단계이지만, 앞으로 많은 데이터가 쌓이면 프로테오믹스와 머신 러닝의 힘으로 1형 당뇨의 예측을 훨씬 오래 전 예측하고 조기에 치료가 가능해질 것으로 기대합니다.

참고

https://newatlas.com/medical/proteins-predict-autoimmunity-type-1-diabetes-before-symptoms-appear/

https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(23)00212-4?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2666379123002124%3Fshowall%3Dtrue

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