새로운 연구에서는 대사산물이 어떻게 염증과 질병을 유발하는지 밝혀냈습니다.

쾰른 대학교 2023년 5월 8일

새로운 연구에서는 미토콘드리아 대사산물과 염증 반응의 활성화 사이의 연관성이 밝혀졌으며 잠재적으로 암과 자가면역 질환을 유발할 수 있습니다. 연구자들은 쥐와 세포 모델을 개발하여 푸마르산염이 미토콘드리아 손상을 유발하고 작은 소포에서 유전 물질이 방출되어 면역 반응과 염증을 유발한다는 사실을 발견했습니다.

획기적인 연구에서 미토콘드리아 대사산물과 염증 반응 유발 사이의 연관성이 밝혀졌습니다. 우리 세포의 필수 구성 요소인 미토콘드리아는 세포 기능에 필요한 화학 반응과 같은 다양한 작업을 수행하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 기능 중 하나는 세포 성장과 복제에 필수적인 에너지 생산입니다. 그러나 미토콘드리아 내 화학 반응의 변화로 인해 질병이 발생할 수 있습니다.

예를 들어, 미토콘드리아의 주요 대사 경로인 크렙스 회로에서 푸마르산염 수화효소(FH)가 부족하면 인간에게 심각한 형태의 신장암이 발생합니다. FH가 없으면 푸마르산염 분자가 축적되어 암 발병에 기여하는 요인이 됩니다. 따라서 푸마르산염은 발암성 대사산물 또는 간단히 "종양대사산물"이라고 합니다.

이전에 영국 케임브리지 대학에 있었고 현재는 쾰른 대학의 노화 연구를 위한 CECAD 클러스터에 있는 Alexander von Humboldt 교수 Dr. Christian Frezza가 이끄는 연구팀은 이제 새로운 마우스 및 세포 모델을 개발했습니다. 케임브리지 대학교 프루던트 교수가 이끄는 연구그룹과 함께 공격성 신장암에 대한 이해를 심화했습니다.

모델에서, 푸마르산염 수화효소 유전자의 침묵은 과학자들에 의해 일시적으로 제어될 수 있습니다. 고해상도 이미징 기술과 정밀한 생화학 실험을 결합하여 과학자들은 푸마르산염이 미토콘드리아 손상을 유발한다는 것을 보여주었습니다. 이는 차례로 미토콘드리아 유래 소포라고 불리는 작은 소포에서 미토콘드리아의 유전 물질을 방출합니다.

These vesicles filled with mitochondrial DNADNA, or deoxyribonucleic acid, is a molecule composed of two long strands of nucleotides that coil around each other to form a double helix. It is the hereditary material in humans and almost all other organisms that carries genetic instructions for development, functioning, growth, and reproduction. Nearly every cell in a person's body has the same DNA. Most DNA is located in the cell nucleus (where it is called nuclear DNA), but a small amount of DNA can also be found in the mitochondria (where it is called mitochondrial DNA or mtDNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">DNA (mtDNA) and RNARibonucleic acid (RNA) is a polymeric molecule similar to DNA that is essential in various biological roles in coding, decoding, regulation and expression of genes. Both are nucleic acids, but unlike DNA, RNA is single-stranded. An RNA strand has a backbone made of alternating sugar (ribose) and phosphate groups. Attached to each sugar is one of four bases—adenine (A), uracil (U), cytosine (C), or guanine (G). Different types of RNA exist in the cell: messenger RNA (mRNA), ribosomal RNA (rRNA), and transfer RNA (tRNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> RNA(mtRNA)는 결국 염증을 유발하는 면역 반응을 유발합니다. 이번 연구는 최근 네이처 저널에 게재됐다.

프레자 교수는 “우리 연구는 처음으로 미토콘드리아 대사산물과 염증 발병 사이의 상관관계를 보여줬는데, 이는 암과 자가면역질환을 유발할 수 있다”고 말했다. "이러한 발견을 바탕으로 우리는 이제 환자를 치료하기 위한 새로운 접근 방식을 연구할 수 있으며, 이는 향후 암 환자를 치료하기 위한 새로운 치료 전략 개발로 이어질 수 있기를 바랍니다."