지방과 염증 퇴치: 과학자들이 개발한 새로운 화합물

천연물의 변형된 유도체는 최근 몇 년 동안 치료적 측면에서 상당한 진전과 상업적 성공을 거두었습니다. 멘톨은 다양한 식물, 특히 페퍼민트와 스피어민트와 같은 박하과 식물에서 발견되는 천연 고리형 멘톨 알코올입니다. 멘톨은 다양한 과자, 츄잉껌, 구강 관리 제품의 일반적인 성분입니다. 흥미롭게도 멘톨은 진통, 항염증, 항암 효과로 인해 높은 약효를 가지고 있습니다.

최근 연구에서 일본 도쿄과학대학 생명과학 및 기술부의 겐이치로 아리무라 교수가 이끄는 과학자 팀은 발린(MV)과 이소류신(MI)의 멘틸 에스테르를 개발하고 연구했습니다. 이는 멘톨의 히드록실기를 각각 발린과 이소류신으로 대체하여 얻은 유도체입니다.

그들의 연구 결과는 면역학 저널 에 게재되었습니다.

아리무라 교수는 현재 연구의 동기를 다음과 같이 밝혔습니다. "저는 항상 식물의 기능성 성분에 관심을 가져왔습니다. 천연 소재에서 새로운 분자를 발견한 것이 저희 연구팀이 멘톨 아미노산 유도체를 개발하는 데 영감을 주었습니다."

연구진은 반응성이 낮은 측쇄를 특징으로 하는 6개 아미노산의 멘틸 에스테르를 합성하는 것으로 시작했습니다. 그런 다음 세포주를 대상으로 시험관 내 연구를 통해 이러한 에스테르의 특성을 평가했습니다. 마지막으로, 유도된 질병 상태에서 이러한 화합물의 효과를 연구하기 위해 생쥐 실험을 수행했습니다. MV와 MI의 탁월한 항염증 효과는 자극된 대식세포에서 종양괴사인자-α(Tnf)의 전사 수준을 평가함으로써 확인되었습니다.

놀랍게도 MV와 MI 모두 항염증 시험에서 멘톨보다 우수한 성능을 보였습니다. RNA 시퀀싱 분석 결과, 염증 및 면역 반응에 관여하는 18개의 유전자가 효과적으로 억제되는 것으로 나타났습니다.

연구진은 더 나아가 멘톨 에스테르의 작용 기전을 연구했습니다. 세포 내 핵 수용체인 간 X 수용체(LXR)가 항염증 효과에 중요한 역할을 하며, 이는 주로 멘톨을 감지하는 저온 민감성 일시 수용체인 TRPM8과는 별개라는 것을 발견했습니다.

LXR 의존성 MV와 MI의 활성화를 심층적으로 분석한 결과, 지질 대사에 중요한 역할을 하는 Scd1 유전자가 LXR에 의해 활성화됨을 확인했습니다. 또한, 유도성 장염 마우스에서 MV 또는 MI가 LXR 의존적으로 Tnf 및 Il6 유전자의 전사 수준을 억제함으로써 항염증 효과가 더욱 확인되었습니다.

LXR-SCD1의 세포 내 메커니즘 발견에 착안하여, 아리무라 교수 연구팀은 멘틸 에스테르가 항비만 효과를 가지고 있을 것이라는 가설을 세웠습니다. 연구진은 멘틸 에스테르가 지방 생성, 즉 지방 축적을 억제하는 것을 발견했는데, 특히 3T3-L1 지방세포의 유사분열 클론 확장 단계에서 이러한 효과가 나타났습니다. 동물 실험 결과, 생쥐의 식이 유발 비만이 완화되었고 지방 생성이 억제되었습니다.

멘틸 에스테르는 현재 연구 중이거나 사용되고 있는 다른 항염증 또는 항비만 화합물에 비해 고유한 장점을 가지고 있습니다. 항염증 및 항비만 효과를 동시에 나타내는 이 화합물의 특정 작용 기전은 다른 화합물과 차별화되며, 염증 질환과 대사 장애 치료에 특히 효과적일 수 있습니다. 만성 염증성 질환, 대사 증후군 또는 비만 관련 합병증 환자와 같은 특정 환자에게 유용할 수 있습니다.

아리무라 교수는 "이 연구는 염증 및 비만 관련 질병 모델에서의 기능과 작용 기전에 초점을 맞추었지만, 이 화합물은 당뇨병, 고혈압과 같은 광범위한 대사 증후군 관련 질병과 알레르기 증상에도 효과가 있을 것으로 기대합니다."라고 낙관적으로 말했습니다.

결론적으로, 본 연구는 천연물 유래 다기능 분자의 중요성과 가치를 강조합니다. 이러한 새롭고 우수한 멘틸 에스테르에 대한 향후 연구는 비만 및 염증성 질환과 관련된 증가하는 건강 문제를 해결하는 치료 화합물 개발로 이어질 수 있습니다.