고양이 당뇨병성 신병증의 최초 증명 논문

고양이 당뇨병성 신장병증의 미세한 증거를 최초로 발견하다

당뇨병은 고양이에서 흔히 진단되는 내분비 질환 중 하나로, 인슐린 생산 부족이나 인슐린 저항성으로 인해 발생한다. 사람의 경우 당뇨병의 주요 합병증 중 하나로 당뇨병성 신장병증(Diabetic Nephropathy, DN)이 잘 알려져 있으며, 이는 신부전의 가장 큰 원인으로 꼽힌다. 그러나 고양이에서도 사람과 유사한 당뇨병성 신장병증이 발생하는지에 대해서는 명확히 밝혀진 바가 없었다. 기존 연구들은 일반적인 광학 현미경 수준에서 신장의 구조적 변화를 관찰하였으나, 당뇨병 고양이와 정상 고양이 간의 뚜렷한 차이를 발견하지 못하는 등 결론이 일관되지 않았다. 이러한 배경에서, 최근 한 연구팀은 보다 정밀한 투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy)을 이용하여 당뇨병을 앓는 고양이 신장의 미세구조(ultrastructure) 변화를 세계 최초로 규명하고자 하였다.

신장은 혈액 속 노폐물을 걸러내는 필터 역할을 수행하며, 그 핵심 기능은 사구체(glomerulus)라는 미세한 혈관 뭉치에서 이루어진다. 사구체 필터는 세 가지 주요 구조물로 구성된다. 첫째는 수많은 미세한 구멍(fenestration, 창문)을 가진 사구체 내피세포(GEnC), 둘째는 필터의 물리적 장벽이 되는 사구체 기저막(GBM), 그리고 마지막으로 이들을 감싸며 단백질과 같은 큰 분자가 빠져나가지 못하게 막는 문족세포(podocyte)이다. 이 구조들의 건강 상태가 신장의 여과 기능에 결정적인 영향을 미친다. 본 연구는 바로 이 미세한 필터 구조들이 당뇨병에 의해 어떻게 변하는지를 직접 관찰하는 데 초점을 맞추었다.

연구팀이 투과전자현미경을 통해 당뇨병 고양이의 사구체를 들여다본 결과, 사람의 초기 당뇨병성 신장병증에서 관찰되는 특징적인 변화들이 동일하게 나타났다. 가장 두드러진 변화는 사구체 기저막(GBM)이 유의미하게 두꺼워진 것이었다. 이는 당뇨병성 신장 손상의 전형적인 초기 징후로, 필터의 구조적 변형을 의미하며 단백질 여과 기능의 손상으로 이어질 수 있다. 또 다른 중요한 발견은 사구체 내피세포의 '창문'에 해당하는 내피세포 창(fenestration)의 밀도와 총면적이 현저히 감소한 것이다. 필터의 구멍이 줄어든다는 것은 혈액이 원활하게 여과될 수 있는 통로가 좁아짐을 의미하며, 이는 장기적으로 전체적인 사구체 여과율(GFR)의 감소로 이어질 수 있는 변화이다.

 

 

더 나아가 연구팀은 이러한 구조적 변화와 관련된 분자생물학적 요인을 탐색했다. 특히 혈관신생과 내피세포의 건강 유지에 핵심적인 역할을 하는 혈관내피성장인자-A(VEGF-A)에 주목했다. 흥미롭게도 VEGF-A는 부족해도 문제가 되지만, 과도하게 발현될 경우 오히려 내피세포 손상을 유발하는 양면성을 가진다. 사람의 초기 당뇨병성 신장병증에서는 사구체 내 VEGF-A 발현이 증가하는 것으로 알려져 있는데, 본 연구에서도 당뇨병 고양이 그룹의 사구체 내 VEGF-A 발현이 대조군에 비해 유의하게 증가한 것으로 확인되었다. 이는 고양이에서 관찰된 미세구조 변화가 사람의 당뇨병성 신장병증과 유사한 기전을 통해 발생할 수 있음을 시사하는 강력한 증거이다.

결론적으로 이 연구는 당뇨병을 앓는 고양이도 임상적으로 뚜렷한 증상이 나타나기 이전부터 신장 사구체 수준에서 미세한 손상이 진행될 수 있다는 최초의 형태학적 증거를 제시했다. 사구체 기저막의 비후화, 내피세포 창의 소실, 그리고 VEGF-A의 과발현과 같은 변화들은 비록 초기 단계의 소견일지라도 신장의 여과 기능 저하와 단백뇨를 유발할 수 있다. 따라서 이 연구 결과는 당뇨병 고양이의 임상 관리에서 신장 기능, 특히 소변 내 단백질 손실(단백뇨) 여부를 정기적으로 모니터링하는 것이 매우 중요함을 강조한다. 물론 작은 표본 크기와 같은 연구의 한계는 존재하지만, 당뇨병 고양이의 신장 건강에 대한 우리의 이해를 한 단계 끌어올린 중요한 발견이라 할 수 있다.