대한당뇨병학회 E- Newsletter VOL 016

췌도는 α, β, δ, 그리고 PP 세포로 이루어진 호르몬 분비 세포의 군집(cluster)으로서 생리적 혈당 조절에 핵심 역할을 한다. 최근 Cell Metabolism에 게재된 Tong 등(2025)의 연구는 췌도 내 α 세포– β 세포 간 paracrine 신호 전달을 분자·공간적 수준에서 정밀하게 규명한 주목할 만한 기초 연구이다. 본 연구는 GLP-1 receptor (GLP1-R) 가 베타세포 막 전체에 균일하게 분포하는 것이 아니라, α 세포와 접촉하는 β 세포 막 영역에 조직적으로 존재하며, 이 국소적 배열이 β 세포의 기능적 이질성과 인슐린 분비의 시공간적 조절에 핵심적 역할을 한다는 점을 제시한다.

저자들은 초고해상도 이미징(dSTORM), smFISH, 실시간 수용체 추적, in vivo 검증까지 결합한 정교한 접근을 통해 다음과 같은 사실을 밝혔다. 첫째, GLP1-R은 알파세포에 인접한 베타세포 막에 선택적으로 농축되어 있으며, 해당 영역에서 나노도메인 형태로 조직화되어 있다. 둘째, 저혈당 또는 저포도당 상태에서 알파세포로부터 분비되는 고농도의 국소 glucagon 이 인접 베타세포의 GLP1R에 작용하여 pre-internalization 을 유도한다. 이 현상은 이후 고혈당으로 전환될 때 해당 베타세포가 더 빠르고 강력한 Ca²⁺ 반응과 인슐린 분비를 보이게 만드는 일종의 ‘priming’ 기전으로 작용한다. 셋째, 이러한 공간적 GLP1-R 신호 체계는 고지방식이, 노화, 대사 스트레스 상황에서 망가진다. 이는 대사질환 상태에서 췌도 기능 저하의 미세구조적 배경을 설명해 줄 수 있는 중요한 단서이다.

그동안 α 세포 유래 glucagon이 β 세포에서 인슐린 분비를 증폭시킨다는 사실은 잘 알려져 있었으나, 어떤 β 세포가 먼저 반응하고, 그 질서가 어떻게 형성되는지에 대해서는 명확하지 않았다. 본 연구는 β 세포의 기능적 이질성(heterogeneity)이 이웃한 세포와의 공간적 관계 및 수용체 위치에 의해 결정될 수 있음을 설득력 있게 보여준다. 또한 본 연구는 GLP-1 기반 치료에 대해 췌도 미세구조와 세포 간 위치 관계가 치료 반응을 결정할 수 있다는 새로운 관점을 제시한다.

본 연구를 통해 췌도는 단순한 세포 집합이 아닌, 정교하게 조직화된 ‘미세 회로(micro-circuit)’임을 알 수 있다. 당뇨병 병태생리 연구가 유전자·신호경로를 넘어 공간 생물학(spatial biology) 으로 확장되고 있음을 보여주는 대표적 사례로, 기초 연구자뿐 아니라 임상가에게도 많은 시사점을 제공하는 논문이라 할 수 있겠다.

논문출처
Localized GLP1 receptor pre-internalization directs pancreatic alpha cell to beta cell communication (Tong et al., 2025, Cell Metabolism 37, 1698–1714)