새로운 연구, 망막 건강에 글루타민의 중요성 밝혀

망막은 광수용체의 활동으로 인해 신체에 높은 에너지를 요구합니다.

이러한 특수 세포는 빛을 수신하고 시각 정보를 뇌로 전송하는 역할을 합니다.

광수용체 사멸은 많은 망막 질환에서 시력 상실의 원인이며, 생존율을 높이는 효과적인 치료법은 없습니다.

eLife 에 게재된 논문에서 미시간 대학교 연구진은 광수용체의 글루타민 의존성을 연구했습니다. 연구 결과는 광수용체 세포의 아미노산 균형을 유지하는 것이 광수용체 건강에 중요하다는 것을 시사합니다.

광수용체는 에너지 요구량이 크기 때문에 대사의 미세한 변화에도 취약합니다. 이전 연구들은 광수용체의 주요 연료원인 포도당에 초점을 맞췄습니다.

현재 망막변성 환자를 대상으로 광수용체의 포도당 의존성을 이용하는 치료법이 임상 시험에서 시험되고 있습니다.

"광수용체는 신체에서 대사적으로 가장 많은 에너지를 소모하는 세포 중 하나이기 때문에, 광수용체가 생존을 위해 포도당 이외의 다른 에너지원에 의존하는지에 대한 의문이 제기되었습니다."라고 안과 및 시각 과학 부교수인 토마스 우벤(Thomas Wubben, MD, PhD)은 말했습니다. "혈액에서 가장 풍부한 아미노산인 글루타민을 분석했습니다."

글루타민은 여러 경로에 관여하여 세포가 글루타메이트와 아스파르트산을 비롯한 다른 아미노산은 물론 단백질과 DNA를 합성하는 데 도움을 줍니다.

글루타민이 시력에 미치는 역할을 확인하기 위해 연구진은 글루타민을 글루탐산으로 분해하는 효소인 글루타미나아제가 결핍된 생쥐를 사용했습니다. 연구진은 이 생쥐들의 망막 두께를 측정하여 대조군과 비교했습니다. 글루타미나아제가 결핍된 생쥐는 망막 두께가 급격히 감소했고, 광수용체 수와 기능도 감소했습니다.

글루타민은 다양한 세포 과정에 관여합니다. 광수용체 생존에 글루타민이 중요한 이유를 이해하기 위해 연구팀은 대조군 생쥐와 글루타미나아제 결핍 생쥐에서 다양한 분자의 수치를 측정했습니다.

이 효소가 결핍된 생쥐는 글루탐산과 아스파르트산 수치가 감소했습니다. 이 아미노산들은 세포가 광수용체 기능에 필요한 단백질을 합성하는 데 도움을 줍니다.

연구진은 또한 아미노산 수치를 낮추면 통합 스트레스 반응이 활성화된다는 사실을 발견했습니다. 이 반응은 너무 오래 지속될 경우 세포 사멸을 유발하는 것으로 알려져 있습니다. 스트레스 반응을 억제하자 망막 두께가 증가하는 것이 관찰되었습니다.

우벤은 "우리는 현재 어떤 경로가 글루타민에 의존하는지, 그리고 약물이나 보충제로 '켤 수 있는지'를 이해하는 데 주력하고 있습니다."라고 말했습니다.

글루타민을 글루타메이트로 전환하는 경로는 인간 망막 질환 모델에서 파괴됩니다.

"신진대사를 회복하면 시력 상실과 실명을 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다."