산모의 1형 당뇨병이 자녀를 질병 발병으로부터 보호할 수 있다

산모의 1형 당뇨병이 자녀를 질병 발병으로부터 보호할 수 있다 

                   

       

2025년 11월 10일 게재된 내용은 전제 한 것입니다. 

                                                             작성자  Dr. Liji Thomas, 

                                                                                                              

과학자들은 임신 중 어머니의 1형 당뇨병 노출이 어떻게 자녀의 면역 체계를 후성유전학적으로 "재프로그램(reprogram)"하여, 이 질병에 대한 평생의 보호를 위한 새로운 단서를 제공하는지 밝혀냈습니다.

1형 당뇨병(T1D)은 인슐린 결핍으로 인한 혈당 조절 장애를 특징으로 하는 자가면역 질환입니다.

Nature Metabolism 저널에 최근 발표된 한 연구에서는 약 2,000쌍의 모자 관계(mother-offspring dyads)를 조사하여, T1D를 가진 산모 집단의 자녀들과 T1D가 없는 산모 집단의 자녀들을 비교했습니다.

분석 결과, T1D를 가진 어머니에게서 태어난 자녀를 다른 코호트(집단)와 비교했을 때, 그 질병에 대한 보호에 도움이 될 수 있는 후성유전학적 변화가 나타났습니다.

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초기 환경이 건강을 형성하는 방법 

환경적 요인은 초기 발달에 영향을 미치고 건강에 지속적인 영향을 미칠 수 있습니다.

이러한 결과는 종종 DNA 메틸화와 같은 후성유전학적 메커니즘에 의해 좌우되는데, 이는 유전 코드는 변경하지 않고 유전자 발현을 변화시킵니다.

이러한 변형은 흡연, 비만, 임신 중 높은 스트레스와 같은 어머니의 생활 방식과 의학적 상태가 자녀의 생물학 및 장기적인 안녕에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 설명할 수 있습니다.

T1D는 종종 아동기와 청소년기에 발병하는 매우 흔한 만성 질환입니다.

이는 보통 생후 첫해 동안 생성되는 자가면역 항체가 랑게르한스섬(islets of Langerhans)의 베타 세포를 파괴한 결과입니다.

이 세포들은 혈당 수치를 조절하는 호르몬인 인슐린을 생산하기 때문에, 췌도 파괴는 T1D로 이어집니다.

유전적 요인과 환경적 요인이 함께 작용하여 이 자가면역 반응을 유발합니다.

T1D는 직계 가족(first-degree relatives) 중 이 질환을 가진 사람이 있는 경우 8~15배 더 흔하지만, 영향을 받은 가족 구성원이 부모인지 형제자매인지에 따라 다르게 발현됩니다.

하지만 T1D를 가진 어머니의 자녀는 두 살 이전에 췌도 자가면역을 발병할 가능성이 더 낮습니다.

현재 연구는 이 현상과 관련된 후성유전학적 변화를 탐색하고자 했습니다.

모자 분석 

이 연구는 T1D를 가진 어머니와 그 자녀로 구성된 790쌍의 모자 관계(dyads)를 T1D가 없는 어머니와 그 자녀로 구성된 962쌍과 비교했습니다.

연구에 참여한 모든 아동은 직계 가족 중 T1D 환자가 있거나 유전적 위험 점수가 높아 T1D 위험이 더 높았습니다.

연구 대상 아동의 중앙 연령은 BABYDIAB/BABYDIET 코호트에서 2.1세, POINT 코호트에서 1.5세였습니다.

*** BABYDIAB/BABYDIET, POINT 은 이 연구에서 산모의 1형 당뇨병 노출과 췌도 자가면역 사이의 관계를 조사하기 위해 사용된 특정 아동-모자 연구 집단의 이름

주요 DNA 메틸화 발견 

메틸화 샘플은 산모의 T1D 상태와 관계없이 두 연구 모두에서 역연령(chronological age)보다 0.5세 어리게 나타났습니다.

하지만 T1D를 가진 어머니에게서 태어난 자녀와 다른 어머니에게서 태어난 자녀 사이에서는 여러 유전자 좌위(loci) 및 영역에서 DNA 메틸화 수준의 차이가 입증되었습니다.

예를 들어, Homeobox A 유전자 클러스터는 T1D를 가진 어머니의 자녀에게서 다르게 메틸화되었습니다.

이 단백질들은 태아 및 영아 성장 등 초기 발달에 활성화되는 대규모 전사 인자(transcription factors) 그룹의 일부를 형성합니다. 일부는 염증 및 지방 축적과 관련이 있습니다.

전체적으로 566개의 CpG 사이트가 그룹 간에 유의미하게 다르게 메틸화되었으며, 분석 전반에 걸쳐 1,677개의 사이트가 산모의 T1D와 관련이 있었습니다.

이러한 사이트 중 약 14개는 산모의 T1D와 연관되어 영향을 받는 것으로 알려져 있었습니다. 이러한 변형은 T1D를 가진 어머니의 훨씬 나이가 많은 자녀에게서는 관찰되지 않았습니다.

이러한 후성유전학적 변화는 주로 면역 관련 유전자, 특히 전사에 영향을 미치기 위해 과메틸화된 영역에 결합하는 MBD2 분자와 관련된 유전자에 영향을 미치는 전사 조절 관련 영역에서 발생했습니다.

또한 자가면역 발달에도 영향을 미칩니다.

이와 유사하게, 후성유전학적 변화는 T1D에 대한 감수성을 높이는 15개 유전자의 조절과 관련이 있을 수 있습니다. 이들 중 일부는 염색체 6번의 MHC 영역 내에 있었고, 다른 일부는 HLA 관련이었습니다.

변형된 유전자 좌위 중 일부는 이미 T1D 관련 메틸화와 관련이 있는 것으로 알려진 사이트에 속했고, 다른 일부는 단백질 생체지표(biomarkers)에 속했습니다.

이는 이러한 후성유전학적 변화가 T1D의 근본적인 면역 기능 장애에 중요한 요인임을 시사합니다.

그 결과, 이러한 유전자 좌위에 대한 메틸화 성향 점수(MPSs)는 T1D가 없는 어머니의 자녀에게서 췌도 자가면역 발병 위험이 더 낮은 것과 관련이 있었습니다.

종합적으로, 이 연구는 산모의 T1D가 노출 후 18개월 이상에서 감지할 수 있는 자녀의 DNA에 중요한 후성유전학적 변화와 관련이 있음을 보여줍니다. 이는 아버지나 형제자매가 이 질환을 가진 자녀에게는 해당되지 않습니다.

더욱이, 산모의 T1D 존재는 자녀의 췌도 자가면역에 대해 보호 효과가 있습니다.

이러한 메틸화 변화는 면역 관련 유전자 및 T1D 감수성과 관련된 유전자와 관련이 있었습니다.

따라서 췌도 자가면역의 위험은 T1D 감수성 유전자의 DNA 메틸화를 통한 환경적 요인에 의해 영향을 받습니다.

과학자들은 이 목적을 위해 메틸화 점수를 만들었는데, 이는 산모의 T1D에 노출되지 않았지만 그 질환에 대한 더 높은 유전적 위험을 가진 아동에게서 나타난 보호 효과를 반영했습니다.

대부분의 메틸화 차이는 **과메틸화(hypermethylation)**를 나타냈으며, 이는 면역 내성(immune tolerance)의 후성유전학적 메커니즘과 일치하게 전사적으로 관련 있는 면역 영역에서 발견되었습니다.

후성유전학 연구의 다음 단계 

"종합적으로, 이러한 발견은 산모의 T1D가 자녀의 췌도 자가면역에 대한 보호를 부여할 수 있는 경로를 강조하며, 환경적 요인이 T1D 감수성 유전자 좌위의 후성유전학적 변형을 통해 T1D 위험에 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다".

이 연구는 연관성 접근 방식을 사용했으며 주로 유럽 코호트의 전혈 메틸화 데이터를 사용했습니다. 따라서 인과적 메커니즘을 식별하고 다양한 인구 집단에서 이러한 발견을 검증하기 위한 추가 연구가 필요합니다.

위험에 처한 아동의 자가면역 발달에 표적 유전자의 후성유전학적 변형이 어떻게 영향을 미치는지 조사하는 추가 연구가 필요하며, 잠재적으로 치료 표적을 식별할 수 있습니다.

T1D 위험에 영향을 미치는 다른 환경적 요인도 마찬가지로 후성유전학적 변형의 영향을 받는지 이해하기 위한 연구 또한 필요합니다.

한편, MPS와 같은 후성유전학적 점수는 T1D 및 췌도 자가면역의 위험을 예측하는 데 도움이 되도록 **다유전자 위험 점수(polygenic risk scores)**에 통합될 수 있습니다

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Dr. Liji Thomas 

Dr. Liji Thomas는 2001년 Calicut 대학교 의과대학(Government Medical College, University of Calicut, Kerala)을 졸업한 산부인과 의사(OB-GYN)입니다.

Liji는 졸업 후 몇 년 동안 사립 병원에서 산부인과 전임 컨설턴트로 일했습니다.

그녀는 임신 관련 문제 및 불임 문제에 직면한 수백 명의 환자에게 상담을 제공했으며, 2,000건 이상의 분만을 담당하면서 수술보다는 정상 분만을 달성하기 위해 항상 노력했습니다.

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*** 후성유전학 (Epigenetics)

후성유전학은 DNA 염기 서열 자체를 변화시키지 않으면서 유전자 발현(gene expression)이 바뀌는 현상과 그 원인이 되는 메커니즘을 연구하는 학문 분야입니다

영향: 어머니의 흡연, 비만, 높은 스트레스와 같은 생활 방식이나 의학적 상태가 임신 중 후성유전학적 메커니즘을 통해 자녀의 생물학적 특성 및 장기적인 건강에 영향을 미칠 수 있습니다5. 이러한 변화는 환경적 요인이 초기 발달에 개입하여 건강에 지속적인 영향을 미치는 결과를 설명합니다6.

본 연구와의 관련성: 산모의 1형 당뇨병 노출이 자녀의 면역 체계를 후성유전학적으로 "재프로그램"하여 췌도 자가면역에 대한 보호를 제공하는 것으로 나타났습니다7.

*** 췌도 자가면역 (Islet Autoimmunity)

췌도 자가면역은 신체의 면역 체계가 스스로 췌장에 있는 **인슐린 분비 세포(베타 세포)**를 공격하고 파괴하는 현상을 말합니다8.

관련 질환: 이 과정은 **1형 당뇨병(Type 1 Diabetes Mellitus, T1D)**의 근본적인 원인입니다.

췌장 췌도(Pancreatic Islets): 췌장의 랑게르한스섬(islets of Langerhans)에는 인슐린을 생산하는 베타 세포가 있습니다.

자가면역 과정: 일반적으로 생후 첫해 동안 생성된 자가면역 항체가 췌도의 베타 세포를 파괴합니다.

결과: 인슐린 생산 세포가 파괴되면, 혈당 수치를 조절하는 인슐린이 부족해져 혈당 조절 장애(dysregulation of blood glucose)가 발생하며, 이것이 T1D로 이어집니다.

*** 1형 당뇨병 (Type 1 Diabetes Mellitus, T1D)

1형 당뇨병(T1D)은 인슐린 결핍으로 인해 혈당 조절 장애(dysregulation of blood glucose)를 특징으로 하는 자가면역 질환입니다

주요 특징 및 원인

자가면역 질환: 1형 당뇨병은 면역 체계가 신체의 일부를 실수로 공격하고 파괴할 때 발생합니다222.

유전적 위험

1형 당뇨병은 다음과 같이 가족력과 관련이 있습니다:

직계 가족 위험: 직계 가족(first-degree relatives, 부모나 형제자매) 중 이 질환을 가진 사람이 있는 경우, 발병 위험이 일반인보다 8~15배 더 흔합니다.

보호 효과: 하지만 흥미롭게도, T1D를 가진 어머니의 자녀는 두 살 이전에 **췌도 자가면역(islet autoimmunity)**을 발병할 가능성이 더 낮습니다.

공격 대상: 주로 생후 첫해 동안 생성된 자가면역 항체(autoimmune antibodies)가 췌장의 랑게르한스섬(islets of Langerhans)에 있는 베타 세포를 파괴합니다.

결과: 베타 세포는 혈당 수치를 조절하는 호르몬인 인슐린을 생산합니다44. 이 세포들이 파괴되면 인슐린이 부족해지고, 이는 곧 1형 당뇨병으로 이어집니다.

발병 시기: 매우 흔한 만성 질환으로, 종종 아동기와 청소년기에 나타납니다.

유전 및 환경: 유전적 요인과 환경적 요인이 함께 작용하여 이러한 자가면역 반응을 유발합니다.