산화 스트레스와 지방생성(adipogenesis) 사이의 상호작용은 비만과 그와 연관된 대사성 장애의 발생에 있어 핵심적인 요인이다. 과도한 반응성 산소종(ROS)은 퍼옥시좀 증식자 활성화 수용체 감마(peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARγ) 및 CCAAT/엔핸서 결합 단백질 알파(CCAAT/enhancer-binding protein alpha, C/EBPα)와 같은 주요 전사인자를 교란하여 지질 대사를 손상시키고, 지방세포 기능장애를 촉진하며, 염증과 인슐린 저항성을 악화시킨다. 항산화제는 내인성(예: 글루타티온(glutathione), 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제(superoxide dismutase), 카탈레이스(catalase))과 외인성(예: 폴리페놀(polyphenols), 플라보노이드(flavonoids), 비타민 C 및 E)으로 분류되며, 산화환원 균형을 회복하고 지방세포 기능을 보존함으로써 이러한 효과를 완화하는 데 결정적이다. 내인성 항산화제는 ROS를 중화하고 세포 구조를 보호하지만, 산화 스트레스가 높아지면 이러한 방어기전은 흔히 충분하지 않아 식이 보충이 필요해진다. 폴리페놀 및 비타민과 같은 식물 유래의 외인성 항산화제는 직접적인 ROS 제거, 내인성 항산화 효소의 발현 증가, 핵인자 카파 B(nuclear factor kappa B, NF-κB) 및 PPARγ와 같은 주요 신호전달 경로의 조절을 통해 작용하며, 그 결과 지질 과산화, 염증 및 지방세포 기능장애를 감소시킨다. 또한 이들은 후성유전적 조절과 전사 조절 네트워크에 영향을 미쳐 지방세포 분화를 회복시키고 지질 축적을 제한한다. 지중해 식단을 포함한 항산화제 풍부한 식사는 대사 건강의 개선, 비만 발생률 감소, 인슐린 감수성 향상과 강하게 연관되어 있다. 산화 스트레스의 바이오마커에 의해 안내되고 새로운 전달 시스템에 의해 뒷받침되는 맞춤형 항산화 치료의 발전은 치료적 중재를 최적화하기 위한 유망한 접근을 제시한다. 본 리뷰인 「항산화제와 지방생성의 상호작용: 기전 경로와 대사 건강에서의 역할」은 항산화제가 산화 스트레스와 지방생성을 조절하여 대사 건강을 향상시키는 기전 경로를 조명한다.

본 연구에서는 CypB PPIase 활성(활성)이 전구지방세포 분화 및 지질 대사에 미치는 영향을 규명하기 위해 광범위한 조사를 수행하였다. 그 결과, CypB의 PPIase 활성을 억제하면 지방세포 분화에 관여하는 핵심 단백질들의 발현이 억제되고, 세포주기 조절과 관련된 단백질에서의 변화가 유도됨을 확인하였다. 또한 AKT/mTOR 신호전달 경로를 통해 CypB의 PPIase 활성이 지질 대사에 미치는 영향을 규명하였다. 아울러 XBP1s 경로를 통해 CypB의 PPIase 활성이 지질 대사에 관여함을 입증하였다. 이러한 발견은 비만 및 그와 관련된 건강 합병증의 치료와 예방을 목표로 하는 혁신적인 치료 전략을 마련하는 데 있어 매우 중요한 통찰을 제공한다. CypB의 PPIase 활성을 표적화하는 접근은 비만 관련 질환을 다루는 데 있어 유망한 방안으로 부상할 수 있다. 더불어 본 연구는 세포 내 소포체 스트레스 과정에 대한 이해를 바탕으로 새로운 치료 전략을 개발할 수 있는 기회를 열어준다.

내질세망(ER) 스트레스는 지방형성(adipogenesis)에서 핵심적인 역할을 한다. 지방형성은 지방세포의 분화와 지질 축적을 포함한다. 지속적인 ER 스트레스는 unfolded protein response(UPR)의 신호전달을 교란할 잠재력이 있으며, 이로 인해 지방형성에 영향을 미칠 수 있다. 본 포괄적 종설은 ER 스트레스와 지방형성 간의 상호작용을 뒷받침하는 분자적 기전을 조명한다. 우리는 IRE1-XBP1, PERK 및 ATF6로 대표되는 UPR 경로의 조절 이상이 지방세포 분화, 지질 대사 및 조직 염증과 관련하여 어떻게 나타나는지 심층적으로 다룬다. 또한 ER 스트레스가 증식자활성화수용체(proliferator-activated receptor γ, PPARγ) 및 CCAAT-enhancer-binding proteins(C/EBPs)과 같은 주요 지방형성 전사인자에 어떻게 영향을 미치며, 이들이 다른 신호전달 경로들과 어떻게 상호작용하는지 검토한다. 세포 수준의 결과로는 지질 대사의 변화, 아디포카인(adipokines) 조절 이상, 그리고 노화된 지방조직에서의 염증이 포함된다. 더불어 분자 샤페론인 cyclophilin A와 cyclophilin B가 지방형성에서 수행할 수 있는 잠재적 역할에 대해서도 논의한다. ER 스트레스와 지방형성 간의 복잡한 연관성을 밝힘으로써, 본 종설은 혁신적인 치료 중재 전략을 수립하는 데 기여할 수 있는 기반을 마련한다.

mTOR 신호전달 경로에 의해 유도된 M상으로 진행되며, PPARγ 및 C/EBPα를 포함한 지방분화 전사인자의 발현 수준이 증가하였다. 마지막으로, 본 연구는 CypB가 지방분화를 억제하는 잘 알려진 음성 조절인자인 CHOP의 발현을 하향 조절함을 보여주었다. 종합하면, 본 데이터는 CypB가 3T3‑L1 지방세포 분화에서 중요한 생리적 조절 역할을 수행할 수 있음을 시사하였다.

산화 스트레스와 지방생성(adipogenesis) 사이의 상호작용은 비만과 그와 연관된 대사성 장애의 발생에 있어 핵심적인 요인이다. 과도한 반응성 산소종(ROS)은 퍼옥시좀 증식자 활성화 수용체 감마(peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARγ) 및 CCAAT/엔핸서 결합 단백질 알파(CCAAT/enhancer-binding protein alpha, C/EBPα)와 같은 주요 전사인자를 교란하여 지질 대사를 손상시키고, 지방세포 기능장애를 촉진하며, 염증과 인슐린 저항성을 악화시킨다. 항산화제는 내인성(예: 글루타티온(glutathione), 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제(superoxide dismutase), 카탈레이스(catalase))과 외인성(예: 폴리페놀(polyphenols), 플라보노이드(flavonoids), 비타민 C 및 E)으로 분류되며, 산화환원 균형을 회복하고 지방세포 기능을 보존함으로써 이러한 효과를 완화하는 데 결정적이다. 내인성 항산화제는 ROS를 중화하고 세포 구조를 보호하지만, 산화 스트레스가 높아지면 이러한 방어기전은 흔히 충분하지 않아 식이 보충이 필요해진다. 폴리페놀 및 비타민과 같은 식물 유래의 외인성 항산화제는 직접적인 ROS 제거, 내인성 항산화 효소의 발현 증가, 핵인자 카파 B(nuclear factor kappa B, NF-κB) 및 PPARγ와 같은 주요 신호전달 경로의 조절을 통해 작용하며, 그 결과 지질 과산화, 염증 및 지방세포 기능장애를 감소시킨다. 또한 이들은 후성유전적 조절과 전사 조절 네트워크에 영향을 미쳐 지방세포 분화를 회복시키고 지질 축적을 제한한다. 지중해 식단을 포함한 항산화제 풍부한 식사는 대사 건강의 개선, 비만 발생률 감소, 인슐린 감수성 향상과 강하게 연관되어 있다. 산화 스트레스의 바이오마커에 의해 안내되고 새로운 전달 시스템에 의해 뒷받침되는 맞춤형 항산화 치료의 발전은 치료적 중재를 최적화하기 위한 유망한 접근을 제시한다. 본 리뷰인 「항산화제와 지방생성의 상호작용: 기전 경로와 대사 건강에서의 역할」은 항산화제가 산화 스트레스와 지방생성을 조절하여 대사 건강을 향상시키는 기전 경로를 조명한다.

본 연구에서는 CypB PPIase 활성(활성)이 전구지방세포 분화 및 지질 대사에 미치는 영향을 규명하기 위해 광범위한 조사를 수행하였다. 그 결과, CypB의 PPIase 활성을 억제하면 지방세포 분화에 관여하는 핵심 단백질들의 발현이 억제되고, 세포주기 조절과 관련된 단백질에서의 변화가 유도됨을 확인하였다. 또한 AKT/mTOR 신호전달 경로를 통해 CypB의 PPIase 활성이 지질 대사에 미치는 영향을 규명하였다. 아울러 XBP1s 경로를 통해 CypB의 PPIase 활성이 지질 대사에 관여함을 입증하였다. 이러한 발견은 비만 및 그와 관련된 건강 합병증의 치료와 예방을 목표로 하는 혁신적인 치료 전략을 마련하는 데 있어 매우 중요한 통찰을 제공한다. CypB의 PPIase 활성을 표적화하는 접근은 비만 관련 질환을 다루는 데 있어 유망한 방안으로 부상할 수 있다. 더불어 본 연구는 세포 내 소포체 스트레스 과정에 대한 이해를 바탕으로 새로운 치료 전략을 개발할 수 있는 기회를 열어준다.

내질세망(ER) 스트레스는 지방형성(adipogenesis)에서 핵심적인 역할을 한다. 지방형성은 지방세포의 분화와 지질 축적을 포함한다. 지속적인 ER 스트레스는 unfolded protein response(UPR)의 신호전달을 교란할 잠재력이 있으며, 이로 인해 지방형성에 영향을 미칠 수 있다. 본 포괄적 종설은 ER 스트레스와 지방형성 간의 상호작용을 뒷받침하는 분자적 기전을 조명한다. 우리는 IRE1-XBP1, PERK 및 ATF6로 대표되는 UPR 경로의 조절 이상이 지방세포 분화, 지질 대사 및 조직 염증과 관련하여 어떻게 나타나는지 심층적으로 다룬다. 또한 ER 스트레스가 증식자활성화수용체(proliferator-activated receptor γ, PPARγ) 및 CCAAT-enhancer-binding proteins(C/EBPs)과 같은 주요 지방형성 전사인자에 어떻게 영향을 미치며, 이들이 다른 신호전달 경로들과 어떻게 상호작용하는지 검토한다. 세포 수준의 결과로는 지질 대사의 변화, 아디포카인(adipokines) 조절 이상, 그리고 노화된 지방조직에서의 염증이 포함된다. 더불어 분자 샤페론인 cyclophilin A와 cyclophilin B가 지방형성에서 수행할 수 있는 잠재적 역할에 대해서도 논의한다. ER 스트레스와 지방형성 간의 복잡한 연관성을 밝힘으로써, 본 종설은 혁신적인 치료 중재 전략을 수립하는 데 기여할 수 있는 기반을 마련한다.

mTOR 신호전달 경로에 의해 유도된 M상으로 진행되며, PPARγ 및 C/EBPα를 포함한 지방분화 전사인자의 발현 수준이 증가하였다. 마지막으로, 본 연구는 CypB가 지방분화를 억제하는 잘 알려진 음성 조절인자인 CHOP의 발현을 하향 조절함을 보여주었다. 종합하면, 본 데이터는 CypB가 3T3‑L1 지방세포 분화에서 중요한 생리적 조절 역할을 수행할 수 있음을 시사하였다.

Huh 7.5/Con 1 유전자형 1b 복제인자(replicon) 세포에서의 루시퍼레이스 분석. 본 연구에서는 2-O-메틸호노키올(2-O-methylhonokiol) 처리가 HCV 복제를 억제하는 기전을 실시간 PCR을 통해 규명하고자 하였다. 그 결과, 2-O-메틸호노키올 처리에 의해 핵 인자 kappa-light-chain-enhancer of activated B cells(NF-kB) 경로를 통해 선천면역 반응이 활성화됨을 확인하였다. 또한 면역침강 결과에 따르면, 2-O-메틸호노키올 처리는 p62가 TRAF6에 결합하는 것을 방지함으로써 종양괴사인자 수용체(tumor necrosis factor receptor, TNFR) 관련 인자 6(TNFR-associated factor 6, TRAF6)의 증가를 유도하였고, 그 결과 HCV로 인해 유발되는 자가포식(autophagy)이 감소하였다. 마지막으로, 2-O-메틸호노키올 처리 세포에서 얻은 조건배지(conditioned media)로 동일한 결과를 재현하였다. 이러한 발견은 2-O-메틸호노키올이 TRAF6 매개 NF-kB 활성화를 통해 숙주의 면역 반응을 강화하고 HCV 복제를 억제함을 강력히 시사한다.

분자 샤페론은 단백질 항상성(protein homeostasis)을 유지하는 데 핵심적이며, 단백질의 적절한 접힘, 안정화 및 기능을 돕는다. 그중 열충격 단백질 90(Heat shock protein 90, Hsp90)은 분자 샤페론의 고도로 보존된 단백질군으로서, 다양한 생물학적 과정에서 필수적인 역할을 하며 세포의 건강과 생존에 근본적이다. 고농도로 존재하는 분자 샤페론으로서 Hsp90은 세포 단백질의 1–2%를 차지하며, 스트레스 조건에서는 4–6%까지 증가한다. Hsp90은 클라이언트 단백질과 상호작용하여 이들이 적절히 접히고 안정성을 유지하도록 돕는다. 고전적 샤페로닌과 달리 Hsp90은 여러 보조 샤페론(co-chaperones)을 포함하는, 고도로 조절된 ATP 의존적(ATP-dependent) 사이클을 통해 작동한다. 이 과정은 Hsp90이 신호 단백질, 키나아제(kinases), 호르몬 수용체(hormone receptors), 전사인자(transcription factors)를 포함하여 다수의 클라이언트 단백질과 선택적으로 결합할 수 있게 한다. 최근의 발견들은 Hsp90이 단백질 접힘을 넘어서는 과정에 관여함을 밝혀, 후성유전(epigenetic) 조절, 면역 신호, 종양 유래 변환(oncogenic transformation)과 같은 다양한 세포 기능에서의 역할을 보여주었다. 본 현재의 종설은 유비질질(cytoplasmic) 및 소포체(endoplasmic reticulum, ER)의 특성뿐 아니라 미토콘드리아(mitochondria) 관련 이소형(paralogs)과 기능을 강조하였으며, 유전적 변이의 완충(buffering) 기여, 종양 유전자 중독(oncogene addiction) 촉진, 암(cancer), 신경변성(neurodegeneration), 심혈관 질환(cardiovascular diseases, CVD), 당뇨(diabetes)와 같은 질환 조건에서의 질병 표현형(phenotypes) 조절에 초점을 맞추었다. 또한 Hsp90 및 그 보조 샤페론을 표적화하는 치료적 잠재력을 논의하고, 약물 개발에서의 도전과 향후 전망을 개괄한다. 이러한 통찰은 샤페론 생물학에 대한 이해를 재구성할 뿐 아니라 다양한 인체 질환에서의 정밀의학(precision medicine)을 위한 기회를 제공한다.

치주염과 당뇨병은 매우 흔한 만성 질환으로, 양방향의 연관성을 공유하며 공중보건에 중대한 영향을 미친다. 미생물 불균형으로 인해 발생하는 치주염은 당뇨병 환자에서 혈당 조절을 악화시키는 반면, 조절되지 않는 당뇨병은 치주염의 중증도를 증가시킨다. 이러한 질환들은 염증과 미생물 불균형이 서로를 촉진하여 질환의 진행을 상호적으로 유도하는 악순환을 형성하며, 전신 건강을 더욱 악화시킨다. 근본적인 기전은 염증, 면역 기능 장애, 그리고 미생물 불균형과 관련되며, 두 질환 모두 전신 건강을 악화시키는 만성 염증의 연쇄 과정에 기여한다. 이러한 연관성이 중요한 이유는 한 가지 질환의 관리는 다른 질환에 상당한 영향을 줄 수 있기 때문이다. 당뇨병 환자에서 치주치료와 같은 중재는 혈당 조절을 개선하는 데 효과가 있음이 보고되어, 두 질환을 동시에 관리하기 위한 통합 전략의 가능성을 시사한다. 본 고찰에서는 이러한 질환들 간 분자적 및 면역학적 상호작용에 대한 더 깊은 이해가 통합적 치료 접근법을 개발하는 데 필수적이며, 환자의 삶의 질을 상당히 향상시킬 잠재력이 있음을 강조한다.

암은 다양한 기전에 의해 영향을 받는 다면적인 질환이며, 그중에는 반응성 산소종(ROS)의 생성이 포함된다. ROS는 암의 진행을 촉진하는 역설적인 역할을 동시에 수행함과 아울러 치료적 개입의 표적으로도 기능한다. 저농도에서는 ROS가 신호전달 물질로 작용하여 암세포의 증식, 이동 및 약물에 대한 내성을 증가시킨다. 그러나 높은 수준에서는 ROS가 산화 스트레스를 유발하여 생체분자를 손상시키고 결국 세포 사멸로 이어진다. 암세포는 NRF2, NF-κB, PI3K/Akt와 같은 경로를 활성화하는 것을 포함하여 ROS 수준을 조절하기 위한 기전을 발달시켜 왔다. 본 종설은 ROS와 암의 관계를 탐구하고, 아포토시스(apoptosis), 페롭토시스(ferroptosis), 그리고 자가포식(autophagy)과 같은 세포 사멸 기전에 초점을 맞추면서, ROS를 활용하여 암세포를 표적으로 하는 잠재적 치료 전략을 강조한다.

열충격 반응(heat shock response)은 열, 화학적 독성 물질, UV 방사선, 산화제와 같은 다양한 스트레스 요인의 유해한 영향으로부터 세포 또는 생명체를 보호하는 진화적으로 보존된 기전이다. 열충격 반응은 HSP100, HSP90, HSP70, HSP60 및 소형 HSPs(small HSPs)를 포함하여 열충격 유전자/단백질(heat shock genes/proteins) 또는 분자 샤페론(molecular chaperones)으로 알려진 특정 유전자와 단백질 세트의 발현을 유도한다. 열충격 단백질(HSPs)은 내열성(thermotolerance)에서 결정적인 역할을 하며, 스트레스 요인에 의한 유해한 손상으로부터 세포를 보호하는 데 도움을 준다. HSPs는 단백질 접힘(protein folding), 잘못 접힌 단백질의 제거, 아폽토시스(apoptosis), 세포 신호전달(cell signaling) 조절과 같은 필수적인 세포 기능에 관여한다. 다양한 환경적 손상에 대한 스트레스 반응은 원핵생물(prokaryotes)부터 고등 생명체에 이르기까지 광범위하게 연구되어 왔다. 여러 환경 스트레스 요인에 대한 생명체의 반응은 스트레스 자극의 강도와 역치(threshold)에 의존하며, 이는 생명체와 세포 맥락에 따라 달라진다. 열충격 단백질에 관한 연구는 주로 HSP70, HSP90, HSP60, 소형 HSPs 및 유비퀴틴(ubiquitin)에 초점을 두었으며, 이들과 인간 생물학에서의 응용을 다루어 왔다. 본 종설에서는 열충격 반응의 포괄적인 기전을 부각하고, 스트레스 관리에서 열충격 단백질의 기능뿐 아니라 다양한 질환에서 치료제 및 진단 마커로서의 잠재력도 탐색한다.