본 연구는 녹차 및 홍차 추출물의 AML12 간세포와 3T3-L1 지방세포에서 당/지방 대사 관련에 미치는 효과로서, AML12 간세포에서 palmitate 포화지방산에 의한 유전자 조절에 대해서는 홍차추출물과 바나바추출물의 억제 효과가 가장 큰 것으로 확인되었다. 3T3-L1 지방전구세포의 분화에 대해서는 홍차추출물과 홍차 에틸아세테이트 분획물이 억제 효과를 보였으며, 지방세포 대사와 관련된 유전자를 조절하는 효과는 녹차추출물, 홍차추출물 및 홍차 에틸아세테이트 분획물 모두에서 관찰되었다. 따라서 비만에 의한 인슐린 저항성에 민감한 두 장기인 간과 지방에서의 결과를 토대로, 홍차추출물이 대사 관련 유전자를 조절하고 그 결과 전신 대사를 조절하는 데 가장 큰 효과를 보일 것으로 예상된다. Caffeine의 경우 간세포에서는 유의적인 결과를 나타냈으나 지방세포의 분화에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 기능적인 측면에서의 홍차추출물의 항비만 또는 항당뇨 효과의 인슐린 저항성 개선 기전에 대해서는 추가적인 세포실험 및 동물실험에서 검증되어야 할 것으로 사료된다.

신경영양인자(NTF) 계열은 최근 신경계 질환을 넘어 그 역할이 확장되었으나, 급성 염증성 폐 질환에서의 관여는 여전히 대부분 불명확하다. 널리 확립된 급성 폐손상(ALI) 및 패혈증 모델을 사용하여, 주요 NTF인 뇌유래 신경영양인자(BDNF)가 폐 상피세포에서 손상되어 있으며 염증 반응과 음의 상관관계를 보임을 입증한다. BDNF 수준을 상승시키면 염증성 폐손상이 완화되지만, 이러한 효과는 대식세포 삭제 마우스에서는 나타나지 않는다. 생체 내 및 시험관 내 결과 모두에서 BDNF는 대식세포의 염증을 억제하며, 추가적인 프로테오믹스 분석을 통해 BDNF가 직접 결합을 통해 길항하는 수용체로서 대식세포의 TLR4를 확인하였다. BDNF 절편(aa 104-115)은 BDNF-TLR4 상호작용에 핵심적이며, 이에 해당하는 합성 BDNF 유래 도데카펩타이드(BDP-12)는 시험관 내 및 생체 내 모두에서 TLR4 길항 및 항염증 효과를 유지하면서도 증식 촉진과 같은 부작용은 나타내지 않는다. 결론적으로, 본 연구는 상피세포 유래 BDNF가 TLR4를 직접 표적으로 하여 대식세포 염증을 예방함을 규명하고, BDP-12를 급성 염증성 질환의 잠재적 치료제 후보로 제시한다.

급성 간염은 급성 간 손상(ALI) 및 급성 간부전(ALF)의 주요 병리 과정이며, 두 질환 모두 높은 사망률과 연관되어 있다. 그럼에도 불구하고 현재 효과적인 치료법은 제공되지 않고 있어 새로운 치료 표적에 대한 시급한 필요성이 강조된다. 본 연구는 다수의 전사체(transcriptomic) 데이터셋을 통합함으로써, 뇌유래 신경영양인자(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)의 발현이 다양한 ALI/ALF 모델에서 간세포(hepatocytes)에서 일관되게 하향 조절됨을 발견하였다. 기전적으로, 이러한 하향 조절은 RE1-silencing transcription factor에 의한 BDNF의 전사 억제로 설명된다. 내인성 BDNF의 회복 또는 재조합 BDNF의 외인성 투여는 LPS/DGal로 유도된 ALI/ALF를 유의하게 완화한다. 상관 분석과 단백질체(proteomic) 프로파일링 결과, BDNF는 대식세포(macrophages)에서 Toll-like receptor 4 (TLR4)에 직접 결합하여 이를 길항함으로써 강력한 항염증 효과를 나타내는 것으로 확인되었다. 구조 분석은 이러한 효과를 담당하는 핵심 기능적 도메인으로 BDNF의 아미노산 233-244를 규명하였다. 이 영역으로부터 유래한 합성 12-mer 펩타이드(12개 아미노산 펩타이드)인 BDP12는 TLR4 길항 능력을 유지하며, 배양 대식세포 및 마우스 ALI/ALF 모델에서 강력한 항염증 효능과 유리한 안전성 프로파일을 보여주었다. 결론적으로, 본 연구는 간세포 유래 BDNF를 TLR4의 내인성 길항제이자 급성 간염에서의 핵심 면역 체크포인트로 규명한다. BDNF 및 그 모방(mimetic) 펩타이드인 BDP12는 급성 간염 매개 ALI/ALF 치료를 위한 유망한 치료 후보로 기대된다.

배경: 듀시엔느 근이영양증(Duchenne muscular dystrophy, DMD)은 효과적인 치료가 없는, 널리 발생하며 치명적인 퇴행성 근육 질환이다. DMD의 mdx 마우스 모델은 근육 기능 저하, 산화 스트레스, 그리고 비정상적인 자가포식(autophagy)을 보인다. 항산화제 치료가 mdx 표현형을 개선할 수 있음에도 불구하고, 정확한 분자 기전은 아직 명확하지 않다. 본 연구는 반응성 산소종(ROS)의 억제제인 아미노구아니딘 반황산염(aminoguanidine hemisulfate, AGH)이 mdx 마우스에서 미토콘드리아 자가포식, 산화 스트레스, 그리고 근력에 미치는 영향을 조사하였다. 방법: 수컷 야생형(WT) 및 mdx 마우스를 3개 군으로 나누었다: WT, mdx, 그리고 AGH 처리 mdx 마우스(6주령에서 2주간 40 mg/kg을 복강 내 투여). 유전자 발현, western blotting, H&E 염색, 면역형광, ROS 분석, TUNEL을 통한 세포자멸사, 글루타티온(glutathione) 활성, 및 근력 측정을 수행하였다. 통계적 비교는 일원분산분석(one-way ANOVA)을 사용하였다. 결과: AGH 처리는 mdx 마우스에서 LC3 및 p62의 단백질 수준을 유의하게 감소시켰으며, 이는 자가포식 활성의 개선 및 손상된 미토콘드리아의 제거 능력 향상을 시사한다. AGH는 미토파지(mitophagy) 관련 유전자 Pink1과 Parkin의 발현을 회복시켰고, Mfn1을 증가시켜 미토콘드리아 역학을 재균형화하였다. 또한 Pgc1α 및 mtTFA 수준을 증가시켜 미토콘드리아 생성(biogenesis)을 촉진하였다. ROS 수준은 감소하였으며, Prdx3 및 MnSOD 발현이 증가하여 미토콘드리아 항산화 방어가 개선되었다. AGH는 GSSG/GSH 비율을 정상화하였고, 글루타티온 환원효소 및 퍼옥시다아제의 활성은 감소시켜 추가적으로 산화-환원 항상성(redox homeostasis)을 개선하였다. 더불어 AGH는 TUNEL 양성 세포 수가 더 적고 caspase-3 발현이 낮아, 세포자멸사를 감소시켰다. 조직학적 분석에서는 근육 손상이 감소하고, 배아 및 신생아 미오신을 발현하는 섬유가 더 적음을 확인하였다. AGH는 섬유 조성에 변화를 유도하여 MyH7은 감소시키는 한편 MyH4 및 MyH2를 증가시켰다. 근력은 유의하게 개선되었으며, 떨림(twitch) 및 강축(tetanic) 힘이 더 크게 나타났다. 기전적으로 AGH는 AKT/FOXO1 경로를 조절하여 myogenin과 Foxo1을 감소시키고 MyoD를 증가시켰다. 결론: AGH 투여는 AKT/FOXO1 경로를 통해 미토콘드리아 자가포식을 회복하고 산화 스트레스와 세포자멸사를 감소시키며 근육 섬유 조성을 변화시켜, 결과적으로 mdx 마우스에서 근력을 전반적으로 개선하였다. 우리는 AGH를 DMD 및 관련 근육 질환을 위한 잠재적 치료 전략으로 제안한다.

목적: 본 연구는 비만 및 관련 대사 장애의 치료에서 Lactobacillus plantarum NCHBL-004(NCHBL-004)의 치료적 잠재력을 조사하였다. 방법: 마우스에 정상 식이(ND) 또는 고지방 식이(HFD)를 제공하고, NCHBL-004를 경구 투여하였다. 안락사 후 혈액, 간 및 지방조직을 수집하였다. 또한 분변에서 미생물군집과 단쇄지방산(SCFAs)을 분석하였다. 결과: HFD를 섭취한 마우스에 생(活) NCHBL-004를 경구 투여한 결과, 체중 증가가 유의하게 감소하였고, 포도당 대사에서 개선이 관찰되었으며, 지질 수준은 균형 상태로 유지되었다. 다른 Lactobacillus 균주와의 비교 분석을 통해 NCHBL-004의 우수한 효능이 확인되었다. 아울러 열처리 사멸(heat-killed) NCHBL-004는 생 NCHBL-004와 유사한 유익한 효과를 보였다. 추가로, 생 NCHBL-004의 투여는 글루카곤 유사 펩타이드 1(GLP-1) 생성의 유도를 유발하였고, 분변에서 아세테이트와 프로피오네이트를 포함한 단쇄지방산(SCFAs) 수준을 증가시켜 간의 지질 대사에 긍정적인 영향을 미치고 염증을 완화하였다. 이러한 결과와 일관되게, NCHBL-004 투여 후 장내 미생물군집 분석에서는 SCFA 생성 미생물이 증가하였고, Lactobacillus spp.의 비율이 상승했으며, GLP-1 분비를 촉진할 수 있는 미생물의 비율이 유의하게 증가하였다. 결론: 본 연구 결과는 비만 및 대사 장애의 관리를 위한 치료 전략으로서 생(活) 및 불활성(inactivated) NCHBL-004 모두의 잠재력을 강조하며, 추가 연구 및 임상 적용을 위한 진전 가능성을 시사한다.

본 연구는 녹차 및 홍차 추출물의 AML12 간세포와 3T3-L1 지방세포에서 당/지방 대사 관련에 미치는 효과로서, AML12 간세포에서 palmitate 포화지방산에 의한 유전자 조절에 대해서는 홍차추출물과 바나바추출물의 억제 효과가 가장 큰 것으로 확인되었다. 3T3-L1 지방전구세포의 분화에 대해서는 홍차추출물과 홍차 에틸아세테이트 분획물이 억제 효과를 보였으며, 지방세포 대사와 관련된 유전자를 조절하는 효과는 녹차추출물, 홍차추출물 및 홍차 에틸아세테이트 분획물 모두에서 관찰되었다. 따라서 비만에 의한 인슐린 저항성에 민감한 두 장기인 간과 지방에서의 결과를 토대로, 홍차추출물이 대사 관련 유전자를 조절하고 그 결과 전신 대사를 조절하는 데 가장 큰 효과를 보일 것으로 예상된다. Caffeine의 경우 간세포에서는 유의적인 결과를 나타냈으나 지방세포의 분화에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 기능적인 측면에서의 홍차추출물의 항비만 또는 항당뇨 효과의 인슐린 저항성 개선 기전에 대해서는 추가적인 세포실험 및 동물실험에서 검증되어야 할 것으로 사료된다.