단백질은 야심찬 종이접기 프로젝트처럼 제 기능을 하려면 올바른 모양으로 접혀야 합니다. 하지만 당뇨병 전단계가 본격적인 당뇨병으로 진행됨에 따라, 그 섬세한 과정이 탈선하여 잘못 접히고 결함이 있는 단백질이 세포 내에 쌓이고 인슐린을 만드는 췌장 세포에 스트레스를 줍니다.

샌포드 번햄 프레비스 의학연구소와 미시간 대학의 연구자들은 2026년 6월 1일 《미국 국립과학원 회보》에 발표한 논문에서 인슐린 생성 세포가 단백질 접힘을 어떻게 조정하는지, 그리고 시스템이 어떻게 잘못될 수 있는지 지도를 그렸습니다. 핵심은: 단백질을 접는 세포 기계를 강화하면 소중한 베타 세포를 손상으로부터 보호할 수 있다는 것입니다.

췌장의 베타 세포는 혈당을 모니터링하고, 포도당이 급증하면 추가 인슐린을 생산하여 정상으로 되돌립니다. 그러나 당뇨병이 진행됨에 따라 베타 세포는 저녁 러시 아워의 주방장처럼 고군분투하기 시작합니다. 이전 연구는 이미 이러한 쇠퇴를 결국 인슐린이 되는 단백질인 프로인슐린의 잘못된 접힘과 연관지었습니다. 과학자들은 잘못 접힌 프로인슐린이 당뇨병 중에 축적되어 베타 세포에 스트레스를 준다는 것을 알고 있었지만, 어떤 다른 단백질이 관련되어 있는지는 확실하지 않았습니다.

“우리는 프로인슐린의 잘못된 접힘을 방지하는 시스템이 샤페론 단백질인 결합 면역글로불린 단백질(BiP)과 여러 보조 샤페론에 의존한다는 것을 알고 있었습니다.”라고 수석 저자이자 샌포드 번햄 프레비스 교수인 랜달 J. 카우프만 박사가 말했습니다. “우리의 목표는 이 파트너들이 어떻게 프로인슐린 접힘을 조정하고 잘못 접힌 난장판을 청소하는지 보는 것이었습니다. 왜냐하면 그것이 인슐린 생성 세포를 살아있게 유지하는 데 필수적이기 때문입니다.”

BiP의 상호작용을 연구하기 위해 팀은 베타 세포의 BiP가 3xFLAG-태그(검출 및 분리를 쉽게 하는 분자 비콘)를 갖도록 유전자 변형 마우스를 만들었습니다. 결과는 BiP의 보조 샤페론 중 하나인 p58IPK의 핵심 역할을 지적했습니다. 연구자들이 세포주에서 p58IPK를 제거했을 때, 잘못 접힌 프로인슐린이 쌓였습니다. p58IPK 없이 조작된 마우스는 더 적은 프로인슐린과 인슐린을 생산했습니다. 그러나 팀이 p58IPK를 복원했을 때, 세포는 프로인슐린을 접고 수송하는 능력이 향상되어 잘못 접힌 복사본이 줄었습니다. 단, BiP도 함께 있어야 했습니다.

BiP만 p58IPK 없이 증가시키면? 미미한 개선. 둘 다 정상 수준이면? 훨씬 좋음. “복식 경기를 하려는 단식 테니스 선수처럼, BiP는 혼자서는 할 수 없습니다.”라고 수석 저자이자 카우프만 연구실의 스태프 과학자인 이숙 장 박사가 말했습니다. 이 연구는 또한 접힘, 수송 및 잘못 접힌 프로인슐린 관리에 관여하는 추가 파트너 단백질을 확인했으며, 그 역할을 규명하기 위해 더 많은 연구가 필요합니다.

현재 대부분의 당뇨병 약물은 단백질 접힘 문제를 해결하지 않습니다. 그저 조직이 포도당을 흡수하거나 더 많은 인슐린을 짜내도록 도울 뿐입니다. 베타 세포를 보존하기 위해 프로인슐린 접힘을 개선하는 것을 목표로 하는 기존 치료법은 없습니다. “BiP의 조정된 활동에 영향을 미치는 방법을 배울 수 있다면, 인슐린 생성 세포에 대한 손상을 예방하거나 줄이기 위한 유망한 조기 치료 전략을 찾을 수 있을 것입니다.”라고 카우프만이 말했습니다.

이 연구는 국립보건원, 국립당뇨병소화기신장병연구소, 국립암연구소, Breakthrough T1D의 지원을 받았습니다.