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Apr 28, 2023

프로

과학 보고서 12권,

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 17209(2022) 이 기사 인용

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매일 수십억 개의 세포가 체내에서 죽고, 세포에서 방출된 무세포 염색질 입자(cfChP)는 순환계를 포함하여 신체의 세포외 구획으로 들어갑니다. cfChP는 건강한 세포에 쉽게 들어가 DNA를 손상시키고 세포사멸 및 염증 경로를 활성화시키는 것으로 알려져 있습니다. 우리는 cfChP에 의한 건강한 세포에 대한 평생 공격이 노화의 근본 원인이며, 세포외 cfChP를 비활성화함으로써 노화를 지연시킬 수 있다는 가설을 세웠습니다. 후자는 기능성 식품인 레스베라트롤과 구리(R-Cu)를 혼합할 때 생성되는 산소 라디칼에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 본 연구는 R-Cu의 장기간 투여가 노화의 생물학적 특징을 지연시킬 수 있는지 여부를 조사했습니다. C57Bl/6 마우스를 3개의 동일한 그룹으로 나누었습니다. 한 그룹은 생후 3개월에 희생되었으며 어린 대조군 역할을 했습니다. 나머지 생쥐는 나이를 먹게 하였고, 10개월이 되었을 때 실험적 노화 그룹에는 1mg/kg의 R과 0.1μg/kg의 Cu의 용량으로 추가 12개월 동안 하루에 두 번씩 R-Cu를 경구 투여했습니다. 대조 노화 그룹에는 12개월 동안 하루에 두 번 경구 위관 영양법으로 물을 공급했습니다. 두 그룹의 동물은 22개월령에 희생되었습니다. R-Cu 처리는 텔로미어 마모, 아밀로이드 침착, DNA 손상, 세포사멸, 염증, 노화, 이수성 및 미토콘드리아 기능 장애를 포함하는 뇌 세포 노화의 여러 생물학적 특징을 감소시켰습니다. R-Cu 처리는 또한 혈당, 콜레스테롤 및 C 반응성 단백질의 혈중 농도를 크게 감소시켰습니다. 이러한 발견은 cfChP가 노화와 신경퇴행의 세계적인 촉진자 역할을 할 수 있으며 R-Cu의 치료적 사용이 건강한 노화를 달성 가능한 목표로 만드는 데 도움이 될 수 있음을 시사합니다.

수명이 점차 늘어나면서 인류는 삶의 질을 심각하게 손상시킬 수 있는 노화 관련 퇴행성 질환의 증가에 직면해 있습니다. 전 세계적으로 60세 이상 인구가 향후 10년 동안 10억 명에서 14억 명으로 38% 증가해 청소년 인구를 넘어설 것으로 예상됩니다1. 유엔 총회는 2021년부터 2030년을 건강한 노화의 10년으로 선언했으며, 궁극적인 목표는 노화와 관련된 여러 질환을 동시에 지연시키는 치료적 개입을 찾는 것입니다1,2. 건강한 노화는 궁극적인 예방의학으로 간주되어야 한다고 주장된다3. 노화는 신체의 모든 세포와 조직의 구조와 기능이 점진적으로 악화되는 수많은 병리학적 과정을 특징으로 하며4, 알츠하이머병5, 심혈관 질환6, 당뇨병7, 암8과 같은 다양한 퇴행성 장애와 관련이 있습니다8. 노화에 관한 많은 이론이 발전했지만9,10 이러한 다차원적 과정에 수반되는 수많은 변화를 포괄적으로 설명할 수 있는 이론은 없습니다.

DNA 손상과 만성 염증은 노화의 두 가지 주요 특징입니다11,12. 이러한 맥락에서 우리는 매일 체내에서 죽는 수십억 개의 세포에서 방출되어 신체의 세포외 구획으로 들어가는 무세포 염색질 입자(cfChP)가 건강한 세포에 의해 쉽게 내부화될 수 있음을 보고했습니다. 그들은 dsDNA 절단을 유발하고 세포사멸 경로를 활성화하며 염증성 사이토카인을 유도합니다13,14. 이로 인해 우리는 cfChP가 건강한 세포에 대한 반복적인 평생 공격이 노화의 근본 원인일 수 있다는 가설을 세웠습니다. 우리 그룹은 인간 혈청에서 cfChP를 성공적으로 분리하고 특성화했으며, EM 검사에서 ~10~1000nm 범위의 광범위한 크기 이질성을 나타냈습니다. 우리는 또한 cfChP의 혈중 농도가 연령에 따라 증가한다고 보고했습니다.

우리의 전임상 연구를 통해 산소 라디칼 매체를 통해 cfChP를 비활성화하는 기능성 식품인 레스베라트롤(R)과 구리(Cu)의 새로운 산화 촉진제 조합이 확인되었습니다. R은 건강상의 이점에 대해 광범위하게 연구된 잘 알려진 항산화제입니다21. 그러나 놀랍게도 이는 널리 연구된 기능식품이기도 한 Cu가 있을 때 산화촉진제 역할을 합니다. Fukuhara et al.23은 R과 Cu가 혼합될 때 산소라디칼이 생성된다는 것을 처음으로 보고하였다. 그들은 R이 Cu(II)를 Cu(I)로 환원시키는 촉매 역할을 하여 플라스미드 pBR322 DNA24를 절단하는 산소 라디칼을 생성한다는 것을 보여주었습니다. 우리는 R과 Cu의 조합이 게놈 DNA와 RNA를 분해할 수 있고 DNA 구성 요소를 분해하여 생체 내에서 cfChP를 비활성화할 수 있음을 보여주기 위해 이러한 발견을 확장했습니다. 우리는 역설적이게도 R25에 대해 Cu의 몰 농도가 점차 감소함에 따라 R-Cu의 DNA 분해 활성이 증가한다는 것을 추가로 관찰했습니다. 이 발견을 바탕으로 본 연구에서는 R:Cu의 몰비를 1:10-4로 유지했습니다.