미국 글래드스톤 연구소의 욜란다 마르티-마테오스 박사가 혈액이 들어있는 시험관을 점검하고 있다. 글래스톤 연구소 과학자들은 적혈구가 저산소 환경에서 숨겨진 포도당 스펀지 역할을 한다는 사실을 발견했다./미 글래드스톤 연구소


해발 4000m가 넘는 고산 지대에 사는 티베트인은 당뇨병에 잘 걸리지 않는다. 과학자들이 그 비결을 발견했다. 온몸에 산소를 공급하는 적혈구가 저산소 환경에서 포도당을 흡수하는 스펀지 역할을 한다는 것이다. 만약 인체에 저산소 환경을 만들면 당뇨병을 치료할 수 있을 것으로 기대된다. 앞서 같은 방식으로 선천성 신경 질환을 치 바다이야기무료 료한 바 있다.
미국 글래드스톤 연구소의 이샤 제인(Isha Jain) 박사 연구진은 “적혈구가 세계 최고봉과 같은 저산소 환경에서 포도당을 흡수하는 스펀지가 돼 산소를 전달하는 능력을 강화하며, 부수적으로 혈당 수치를 낮추는 효과도 가져온다”고 20일 국제 학술지 ‘셀 메타볼리즘’에 밝혔다.
◇티베트인 당뇨병, 한족 3 바다이야기게임장 분의 1에 그쳐
과학자들은 산소 농도가 낮은 고지대에 거주하는 사람들이 해수면 근처에 사는 사람들보다 당뇨병 발병률이 낮다는 사실을 오래전부터 알고 있었다. 2017년 중국 질병통제센터에 따르면 한족의 당뇨병 유병률이 14.7%로 중국 민족 중 가장 높은 반면, 티베트인은 4.3%에 그쳤다. 하지만 어떻게 고지대 환경이 당뇨병을 막는지 밝 릴짱 혀지지 않았다.
제인 박사 연구진은 그동안 혈액에서 산소 농도가 낮은 저산소증이 인체의 물질 대사와 건강에 미치는 영향을 연구했다. 앞서 연구에서 산소가 부족한 공기를 호흡하면 생쥐의 혈당 수치가 정상보다 현저히 낮다는 사실을 발견했다. 이는 생쥐가 먹이를 먹고 포도당을 빠르게 소모해 당뇨병 위험이 줄었다는 의미다.
연구 바다이야기릴게임2 진은 포도당이 다른 곳으로 이동했다고 추정했지만, 의료 영상 기술로 포도당이 어디로 이동하는지 추적했지만 주요 장기 어디에서도 확인하지 못했다. 이번 논문 제1 저자인 욜란다 마르티-마테오스(Yolanda Martí-Mateos) 박사는 “저산소 상태의 생쥐에게 당분을 투여하자 혈류에서 즉시 사라졌다”며 “근육과 뇌, 간 등을 모두 살폈지만, 어느 장기도 알라딘릴게임 이런 현상을 설명할 수 없었다”고 밝혔다.
연구진은 다른 영상 기법을 사용해 적혈구가 포도당을 흡수하고 소비하고 있음을 밝혀냈다. 실제로 생쥐를 저산소 조건에서 사육하자 적혈구 생산량이 크게 증가했을 뿐만 아니라, 정상 산소 조건에서 생성된 적혈구보다 더 많은 포도당을 흡수했다.



고산지대처럼 저산소 환경에서 사육한 생쥐는 적혈구를 많이 만들어 혈액 속 당분을 흡수한다. 덕분에 당뇨병을 예방한다./Cell Metabolism


◇당뇨병 치료의 새로운 길 열어
적혈구가 포도당을 흡수하는 것은 저산소 환경에 적응하는 데 필수적이었다. 연구진은 산소가 부족해지면 적혈구가 포도당을 흡수해 인체 조직에 산소를 방출하는 데 도움을 주는 분자를 생성한다는 사실을 밝혀냈다.
이번 연구 결과는 당뇨병 치료에 전기를 제공할 수 있다. 연구진은 생쥐가 만성 저산소 환경에 적응하면서 생긴 이점이 산소가 정상 수준으로 돌아온 뒤에도 몇 달까지 지속된다는 것을 알아냈다. 일시적으로 인체에 저산소 환경을 제공하면 당뇨병 치료에 도움을 줄 수 있다는 의미이다.
제인 박사는 “적혈구는 포도당 대사 과정에서 숨겨진 저장고 역할을 한다”며 “이번 발견은 혈당 조절에 대한 완전히 새로운 사고방식을 열어줄 수 있다”고 밝혔다. 연구진은 앞서 연구에서 그 가능성을 입증했다.
글래드스톤 연구소는 지난해 국제 학술지 ‘셀’에 발표한 논문에서 하이폭시스타트(HypoxyStat)란 약물로 인체에 저산소 환경을 유도해 희소 질환인 리 증후군(Leigh Syndrome) 치료에서 획기적인 효과를 얻었다고 밝혔다. 하이폭시스타트는 적혈구의 헤모글로빈이 산소를 더 강하게 붙잡고 있도록 해 산소 전달을 차단하는 알약이다.
리 증후군은 미토콘드리아가 손상되면서 나타나는 유전성 신경 퇴행성 질환이다. 미토콘드리아는 산소를 이용해 에너지를 생산한다.이 과정이 손상되면 산소가 축적되면서 오히려 세포를 손상시킨다. 리 증후군을 유발한 생쥐에게 하이폭시스타트를 투여하자 산소 수치가 떨어지면서 질병 후기 단계에서도 수명이 3배 이상 연장되고 뇌 손상과 근육 약화가 회복됐다.
연구진은 하이폭시스타트가 당뇨병에 걸린 생쥐에서도 기존 치료제보다 더 나은 효과를 보였다고 밝혔다. 논문 공동 저자인 안젤로 달레산드로(Angelo D’Alessandro) 콜로라도대 의대 교수는 “하이폭시스타트를 미토콘드리아 질환이 아닌 질환 치료에 처음 활용한 사례”라며 “당뇨병 치료에 근본적으로 다른 방식으로 접근할 수 있는 길을 열었다”고 말했다.



지난 2019년 이스라엘 헤브루대 연구진이 국제 학술지 '셀'에 발표한 데니소바인 소녀의 복원도. 데이소바인이 물려준 혈액 유전자는 티베트인들이 산소가 부족한 고산지대에 살 수 있는 바탕이 됐다./이스라엘 헤브루대


◇네안데르탈인이 남긴 유전자 유산
티베트인이 고산지대에 적응한 것은 멸종한 인류의 사촌 덕분이다. 미국 버클리 캘리포니아(UC버클리)대 연구진은 지난 2014년 네이처에 티베트인들은 혈액에서 산소를 조절할 수 있는 유전자를 데니소바인에게서 물려받아 고산지대에서 생활할 수 있다고 발표했다. 데니소바인은 2008년 시베리아의 데니소바 동굴에서 뼈가 처음 발견된 고생 인류다.
호모 사피엔스가 이주한 유라시아엔 먼저 정착한 인류들이 있었다. 바로 멸종한 인류의 사촌들인 네안데르탈인과 데니소바인이다. 모두 호모 사피엔스와 같은 호모속(屬) 인류이다. 네안데르탈인은 아프리카를 떠나 40만 년 전 유라시아에 정착했다. 데니소바인은 35만 년 전 네안데르탈인에게서 갈라져 아시아에 퍼졌던 인류로 추정된다.
UC버클리 연구진은 티베트인과 중국 한족을 각각 40명씩 비교한 결과, 티베트인 유전자에 헤모글로빈 생산을 조절하는 EPAS1이라는 특수 변형 유전자가 있는 것을 확인했다고 밝혔다. 이 유전자는 헤모글로빈과 적혈구 생산을 크게 줄여 해발 4000m 이상에서 흔히 나타나는 저산소증이 발생하지 않도록 한다고 연구진은 설명했다.
과학자들은 최근 현생 인류의 유전자에서 네안데르탈인과 데니소바인의 유산을 잇따라 발견했다. 2022년 노벨 생리의학상 수상자인 독일 막스플랑크 진화인류학연구소의 스반테 페보 교수는 아시아인과 유럽인은 누구나 네안데르탈인의 DNA를 4%까지 갖고 있다는 사실을 밝혔다. 현생 인류의 유전자에는 데니소바인에서 온 것도 있다. 오늘날 필리핀과 파푸아뉴기니, 호주 원주민은 유전자 중 6%까지 데니소바인과 같다고 나온다.
멸종한 인류가 물려준 유전자는 오늘날 인류가 질병과 거친 환경을 극복하는 데 도움을 줬다. 페보 교수는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)을 극복하는 데 네안데르탈인이 남긴 유전자가 도움을 줬음을 밝혀냈다. 페보 교수는 지난 2021년 국제 학술지 ‘미국립과학원회보(PNAS)’에 “네안데르탈인에서 물려받은 유전자 3개가 코로나 중증 위험을 22% 낮춘다”고 발표했다. 인류의 사촌이 남긴 유전적 유산이 신약으로 발전할 날이 다가오고 있다.
참고 자료
Cell Metabolism(2026), DOI: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2026.01.019
Cell(2025), DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.01.029
PNAS(2021), DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2026309118
JAMA(2017), DOI: https://doi.org/10.1001/jama.2017.7596
Nature(2014), DOI: https://doi.org/10.1038/nature13408
- Copyright ⓒ 조선비즈 & Chosun.com -