나린진, '자가포식' 통해 지방간 손상 완화: 새로운 치료 가능성 제시¶
원제목: Naringin mitigates liver damage in a tissue-engineered liver of metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease model by promoting autophagy via the mTOR …
핵심 요약
- 나린진이 대사 기능 이상 관련 지방간 질환(MASLD) 모델에서 간 손상을 효과적으로 완화함을 확인함
- 나린진은 간세포 내 자가포식(autophagy) 과정을 촉진하여 세포 생존율을 높이고 지질 축적을 줄이는 간 보호 효과를 나타냄
- 이러한 자가포식 활성화는 mTOR-ULK1 신호 전달 경로를 조절함으로써 이루어짐을 규명함
상세 내용¶
대사 기능 이상 관련 지방간 질환(MASLD)은 전 세계적으로 증가하고 있는 만성 간 질환으로, 그 병리학적 기전이 복잡하고 다양한 합병증을 유발할 수 있습니다. 특히, 세포 내 자가포식(autophagy) 과정은 MASLD의 발생 및 진행에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 자가포식은 세포가 손상되거나 불필요한 구성 요소를 제거하여 세포의 건강을 유지하는 자가 정화 메커니즘입니다. 본 연구는 플라보노이드 화합물 중 하나인 나린진(Naringin)이 항염증 및 항산화 효과를 가지고 있음에 주목하며, 이 물질이 지방간 질환 모델에서 자가포식에 미치는 영향을 심층적으로 탐구했습니다.
연구팀은 인체 간세포를 쥐의 간 생체 매트릭스 지지체에 배양하고 지방이 보충된 배지를 주입하여 3D 조직 공학 지방간(TEF) 모델을 성공적으로 구축했습니다. 이 모델은 MASLD의 복잡한 병태생리학적 특징을 효과적으로 재현하여 실제 인체 환경과 유사한 연구 조건을 제공했습니다. 구축된 3D 지방간 모델에 나린진을 3일 동안 처리한 후, 다양한 생화학적 및 분자생물학적 분석을 통해 그 효과를 평가했습니다. 조직 병리학적 변화는 Oil Red O 및 헤마톡실린-에오신 염색으로 확인했으며, 세포 내 소기관 형태는 전자 현미경을 사용하여 면밀히 관찰했습니다.
나린진 처리 결과, MASLD 모델에서 나타나는 간 손상이 현저하게 개선됨을 확인했습니다. 구체적으로, 나린진을 처리한 간세포는 세포 생존율이 유의미하게 증가했으며, 지방 축적 및 세포 손상의 지표인 젖산탈수소효소(LDH) 방출이 크게 감소했습니다. 특히, 투과 전자 현미경(TEM) 분석을 통해 나린진이 처리된 간세포 내에서 자가포식소(autophagosomes)의 존재가 명확히 관찰되었는데, 이는 세포가 스스로 불필요한 물질을 제거하는 과정이 활발해졌음을 시사합니다. 이러한 결과들은 나린진이 지방간으로 인한 세포 손상을 직접적으로 완화하는 강력한 잠재력을 가지고 있음을 뒷받침합니다.
나린진의 작용 기전을 더욱 심층적으로 분석한 결과, 자가포식 관련 단백질 발현에도 긍정적인 변화가 나타났습니다. LC3, ATG5, ATG7과 같은 핵심 자가포식 관련 단백질의 발현이 증가했으며, 자가포식 플럭스(autophagic flux)의 중요한 지표인 LC3-II/LC3-I 비율 또한 향상되었습니다. 더 나아가, 나린진은 자가포식 조절의 핵심 경로인 mTOR-ULK1 신호 전달 경로를 조절하는 것으로 밝혀졌습니다. 구체적으로, 나린진은 인산화된 mTOR (p-mTOR) 및 인산화된 ULK1 (p-ULK1 Ser757)의 발현을 하향 조절하고, 자가포식 개시 단백질인 Beclin1의 발현을 상향 조절했습니다. 이는 나린진이 mTOR 경로를 억제하여 자가포식을 유도함을 의미합니다.
자가포식의 역할이 간 보호 효과의 핵심임을 확인하기 위해, 연구팀은 자가포식 억제제인 3-Methyladenine과 SBI-0206965를 나린진과 함께 처리했습니다. 그 결과, 이 억제제들이 나린진의 간 보호 효과를 약화시키는 것으로 나타났으며, 이는 나린진이 간세포 보호를 위해 자가포식을 활성화한다는 가설을 강력하게 지지합니다. 결론적으로, 본 연구는 나린진이 mTOR-ULK1 경로를 통한 자가포식 강화를 통해 조직 공학 지방간 모델의 간 손상을 완화한다는 중요한 사실을 밝혀냈습니다. 이는 MASLD 치료를 위한 새로운 치료제 개발에 있어 나린진이 유망한 후보 물질임을 시사하며, 향후 임상 적용 가능성에 대한 기대를 높이고 있습니다.
편집자 노트¶
오늘 소개된 나린진(Naringin)과 지방간 질환 연구는 일반 독자들에게 다소 생소할 수 있는 과학 용어들로 가득하지만, 우리의 건강과 일상생활에 매우 중요한 의미를 지닙니다. 대사 기능 이상 관련 지방간 질환(MASLD), 흔히 '지방간'으로 불리는 이 질환은 비만, 당뇨병과 함께 현대인의 건강을 위협하는 심각한 문제입니다. 과거에는 '비알코올성 지방간'이라 불렸으나, 이제는 보다 포괄적인 의미에서 대사 이상과의 연관성을 강조하는 MASLD라는 새로운 명칭으로 불리고 있습니다. 특별한 증상이 없어 방치하기 쉽지만, 장기적으로는 간경변, 간암으로 발전할 수 있어 예방과 치료가 무엇보다 중요합니다.
이 연구의 핵심은 '자가포식(autophagy)'이라는 우리 몸의 자가 정화 메커니즘을 활성화하는 나린진의 능력입니다. 자가포식은 쉽게 말해 세포 스스로 낡거나 손상된 부분을 청소하고 재활용하는 과정입니다. 마치 집에서 필요 없는 물건을 정리하고 재활용하여 공간을 깔끔하게 유지하는 것과 같습니다. 지방간은 간세포 내에 과도한 지방이 축적되고 염증이 발생하는 질환인데, 자가포식이 활성화되면 이러한 지방 축적물을 제거하고 손상된 세포를 복구하여 간 건강을 회복시키는 데 기여할 수 있습니다. 나린진은 자몽 등 감귤류에 풍부한 천연 플라보노이드로, 부작용이 적은 천연 물질이라는 점에서 더욱 주목할 만합니다.
이번 연구는 3D 조직 공학 지방간 모델이라는 실제 인체 환경과 유사한 정교한 실험 모델에서 나린진의 효능과 작용 기전을 밝혀냈다는 점에서 큰 의미가 있습니다. 이는 단순 세포 실험 단계를 넘어선 중요한 전임상 연구 결과이며, 나린진이 MASLD 치료를 위한 혁신적인 의약품이나 건강기능식품으로 개발될 가능성을 제시합니다. 미래에는 자몽 주스를 마시거나 나린진이 함유된 보충제를 섭취하는 것이 지방간 예방 및 치료의 한 방법이 될 수도 있을 것입니다. 물론, 아직 인체 적용을 위한 추가적인 임상 연구가 필요하지만, 우리의 식탁에 흔히 오르는 천연 물질이 난치병 치료에 새로운 희망이 될 수 있다는 점은 매우 고무적인 소식입니다.