비극성 KYC4048 대사체의 헥산 분획은 Wnt/β-카테닌 경로를 억제함으로써 유방암에 대한 잠재적 치료제로 개발될 수 있다.

비만은 대사성 및 심혈관 질환의 위험 요인 중 하나이다. 수면 시간과 비만 위험 사이에 인과적 연관이 있을 수 있음을 보고한 수많은 역학 연구가 존재하지만, 성인에서의 연관성에 대한 근거는 아직 불명확하다. 이에 따라 본 연구는 성인 집단에서 수면 시간과 비만 위험 간의 연관성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 유전체 및 역학 연구에 참여한 5,719명 성인(남성 2,876명, 여성 2,843명)을 분석하였다. 수면 시간, 체질량지수(BMI) 및 연령, 성별, 허리둘레, 음주, 흡연 상태를 포함한 기타 인구통계학적 자료를 수집하였다. 수면 시간과 비만 간의 연관성은 카이제곱 검정 또는 로지스틱 회귀 분석을 이용해 조사하였다. 다변량 로지스틱 회귀분석 결과, 짧은 수면 시간(≤6시간)은 다양한 교란 요인을 보정한 후에도 비만과 유의하게 연관되었다(OR, 1.446; 95% CI, 1.254-1.667; P<0.0001). 짧은 수면 시간(≤6시간)과 비만 간의 강한 연관은 남성(OR, 1.567; 95% CI, 1.258-1.953; P<0.0001) 및 초기 성인기 집단(OR, 1.584; 95% CI, 1.320-1.902; P<0.0001)에서 확인되었다. 또한 고혈압이 없는 참가자(OR, 1.534; 95% CI, 1.263-1.863; P<0.0001) 또는 당뇨가 없는 참가자(OR, 1.473; 95% CI, 1.272-1.705; P<0.0001)에서 짧은 수면 시간(≤6시간)은 비만 위험을 유의하게 증가시켰다. 짧은 수면 시간은 비만의 높은 유병률과 양의 관련이 있었으며, 이러한 연관성은 성별, 연령, 그리고 대사질환의 유무에 따라 달라졌다. 전반적으로, 본 연구의 결과는 수면 시간이 비만에 영향을 미칠 수 있음을 뒷받침하는 근거를 제공한다.

흡입제는 휘발성 가정용 화학물질로, 호흡기 및 신경계에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 법적·경제적 접근성이 높기 때문에 흥미(쾌락)를 목적으로 하는 아동 및 청소년의 건강에 영향을 주는 주요 사회적 요인으로 부상하였다. 그러나 상세한 독성 기전은 아직 불명확하다. 본 연구에서는 액화석유가스(LPG)를 마우스(수컷 12마리/군)에 단회 투여 및 반복 투여(주 1회, 총 1~5회)하여 노출 직후 국소 및 전신 독성 양상을 관찰하였다. 노출 동안 눈 깜박임 감소와 뚜렷한 떨림(tremor)이 관찰되었다. 폐포 대식세포의 막은 흡입 후 빠르게 손상되었으며, 대조군에 비해 LPG를 흡입한 모든 군에서 폐 염증 매개체 수준이 유의하게 감소하였다. 더 중요하게도, 혈청 내 도파민과 코르티코스테론 농도는 증가하였고, 각각 두 번째 노출 후 7일째(6.1배)와 네 번째 노출 후 7일째(3.7배)에서 최고치를 보였다. 다음으로, 마우스 해마에서 추출한 총 RNA를 이용한 차세대 염기서열 분석 결과, LPG 노출군 전체에서 도파민성 수용체 D2의 mRNA 발현이 하향 조절되었으며(첫 노출 30분 후 -39.6 ± 0.0배), 이러한 감소는 qRT-PCR 분석으로 확인되었다. 따라서 LPG의 흡입은 폐포 대식세포의 막을 손상시켜 폐의 방어 기능을 저해할 수 있으며, 해마에서 도파민 D2 수용체 발현을 하향 조절함으로써 중독을 유발할 수 있다고 제안한다. 휘발성 가정용 화학물질의 오용 또는 남용으로 인한 질병을 예방하기 위해, 특히 청소년을 대상으로 전 세계적으로 엄격한 통제가 필요하다고 본다.

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.

공기 중 미세플라스틱 노출이 증가할 것으로 예상됨에 따라, 본 연구에서는 흡입된 폴리에틸렌 미세플라스틱(PE-MPs)의 급성 및 아급성 독성을 평가하고자 하였다. 노출 후 24시간(0, 125, 250, 500 μg/lung)에 PE-MPs는 PE-MP 처리 마우스의 폐에서 폐포 대식세포 내에서 발견되었으며, 그와 함께 폐의 전체 세포 수 증가 및 LDH, CXCL-1, CCL-2의 폐 내 수준 상승이 관찰되었다. 또한, 14일 동안 주 1회(weekly) 2회 노출(0, 125, 250, 500 μg/lung)한 경우에도 폐의 전체 세포 수와 폐 케모카인 및 혈중 IgE 수준이 증가한 반면, PE-MP에 노출된 마우스의 폐 세포에서는 세포-세포 상호작용과 관련된 표면 단백질의 발현이 억제되었다. 반복 기관내 주입을 90일간(0, 5, 25, 50 μg/lung) 시행하였을 때에는 PE-MPs가 폐 조직에 침착되었고, 총 폐 세포 수 및 염증성 사이토카인 수준이 용량 의존적으로 증가하였다. 아울러, PE-MP 처리 수컷 및 암컷 마우스의 폐 조직에서는 염증세포의 침윤, 다핵 거대세포(multinucleated giant cells)의 형성, 폐포벽의 두꺼워짐이 관찰되었다. PE-MP 노출 이후 수컷 및 암컷 마우스에서 IgA와 IgG의 생성은 억제된 반면, IgE 및 IgM의 수준은 증가하는 경향을 보였다. 또한 PE-MP 처리 마우스의 폐 조직에서는 섬유성 콜라겐의 발현이 증가하였다. 종합하면, PE-MP에 대한 만성 폐 노출은 폐포 대식세포의 항원제시 기능을 손상시켜 면역 이상조절을 유발할 수 있으며, PE-MP에 의한 만성 염증이 섬유화 병변과 연관될 수 있다고 제안한다. 또한, 만성 PE-MP 노출이 폐 기능에 미치는 영향을 추가로 연구함으로써 이러한 가설이 명확해질 것으로 기대한다.

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.

비극성 KYC4048 대사체의 헥산 분획은 Wnt/β-카테닌 경로를 억제함으로써 유방암에 대한 잠재적 치료제로 개발될 수 있다.