비즈니스 기회
신진대사 건강의 청사진 구축
Graphical abstract. Credit: Cell Systems (2024). DOI: 10.1016/j.cels.2024.05.006
대사 증후군(MetS)은 고혈압, 고혈당, 건강에 해로운 콜레스테롤 수치 및 복부 지방과 같은 일련의 위험 요인을 특징으로 하는 건강 상태입니다. 이러한 요인은 심장병, 제2형 당뇨병 및 기타 심각한 건강 문제의 위험을 증가시킵니다.
이전 연구에서는 유전학과 생활 방식이 모두 MetS에 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다. 그러나 인간을 대상으로 한 연구에서는 이 질병의 정확한 유전적 요인과 이러한 요인이 환경과 어떻게 상호작용하는지 정확히 파악하기 어려웠으며, 사람들의 식단과 생활 방식의 차이는 통제할 수 없는 것으로 입증되었습니다.
이제 EPFL의 Johan Auwerx가 이끄는 과학자들은 "BXD"라는 유형의 마우스를 유전적 참조 집단으로 사용하여 임상 매개변수를 기반으로 대사건강점수(MHS)를 개발하여 문제를 해결했습니다. 이 생쥐는 인간과 마찬가지로 유전적으로 다양하기 때문에 유전학이 건강에 미치는 영향을 연구하는 데 적합합니다.
MHS를 개발한 연구진은 이를 사용하여 쥐의 유전적 토대를 탐색하고 영국 바이오뱅크(UK Biobank)의 인간 데이터에서 발견한 내용을 검증했습니다. 이 연구는 '셀 시스템(Cell Systems)'에 게재됐습니다.
연구진은 BXD 쥐를 8주에서 29주까지 표준 식단 또는 고지방 식단으로 먹였습니다. 그런 다음 그들은 체지방률, 공복 혈당, 중성지방, 총 콜레스테롤, 공복 인슐린 수치의 5가지 주요 건강 지표를 측정했습니다. 이 측정에서 그들은 신진대사 건강 점수(MHS)를 만들었는데, 점수가 높을수록 신진대사 건강이 더 좋다는 것을 나타냅니다.
다음으로, 그들은 고급 유전자 매핑 기술(정량적 형질 유전자좌 매핑)을 사용하여 MHS와 관련된 쥐의 DNA에서 특정 영역을 찾았습니다. 또한 간 유전자 발현과 혈장 지질 프로파일을 분석하여 MHS와 관련된 분자 시그니처를 밝혀냈습니다. 마지막으로, 그들은 쥐의 간에서 유전자 활동을 살펴보고 혈액을 분석하여 분자 수준에서 신진대사가 어떻게 작용하는지 확인했습니다.
이 연구는 또한 식이 의존적인 방식으로 신진 대사 건강과 관련된 7 번과 8 번 염색체의 두 가지 중요한 유전 영역을 밝혔습니다. 이러한 발견은 다른 그룹의 쥐에서 테스트했을 때에도 일관되어 대사 건강에 대한 유전적 영향을 강화했습니다. 이 연구는 TNKS와 MCPH1이라는 두 가지 후보 유전자를 정확히 찾아냈으며, 이는 영국 바이오뱅크(UK Biobank) 및 기타 코호트의 인간 데이터 세트에서 대사 특성과도 관련이 있었습니다.
연구원들은 또한 좋은 신진대사 건강이 콜레스테롤과 지방산의 더 나은 관리뿐만 아니라 특정 세포 스트레스 반응 및 지방 저장 과정의 낮은 활동과 관련이 있음을 밝혔습니다.
특히, 더 나은 대사 건강(MHS 점수 높음)은 콜레스테롤 및 지방산 대사 감소, mTORC1 신호 감소(mTORC1은 영양소 및 에너지 수준에 반응하여 세포 성장과 신진대사를 조절하는 단백질 복합체), 풀린 단백질 반응 감소(단백질이 적절하게 접히고 기능하도록 하는 세포 스트레스 반응) 및 간의 지방 생성(지방 세포 생성)과 관련이 있습니다.
이 발견은 치료적 개입을 표적으로 삼을 수 있는 잠재적인 경로를 강조하고 대사 건강에서 유전학의 중요성을 강조합니다. 이 연구는 유전자-환경 상호 작용을 연구하기 위한 강력한 모델을 제공하는 한편, TNKS와 MCPH1을 주요 조절인자로 식별함으로써 대사 질환을 이해하고 잠재적으로 완화할 수 있는 새로운 길을 제공합니다.
이 연구는 이러한 발견을 생쥐에서 인간으로 전환함으로써 MetS를 관리하고 예방하기 위한 개인화된 접근 방식을 위한 길을 열었습니다.
이상의 기사는 2024년 6월 11일 MedicalXpress에 게재된 “Building a blueprint of metabolic health—from mouse to human”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Building a blueprint of metabolic health—from mouse to human (medicalxpress.com)
* 추가정보 출처 : Systems genetics of metabolic health in the BXD mouse genetic reference population: Cell Systems