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Myogenesis 촉진에 관여하는 최근 천연물의 동향
Recent Studies on Natural Products that Improve Myogenesis 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.30 no.2, 2020년, pp.202 - 210  

채종범 (경북대학교 식품공학부 식품응용공학전공) ,  남주옥 (경북대학교 식품공학부 식품응용공학전공)

초록
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최근까지 근력 개선 또는 만성 근육 손실을 유발하는 질병을 치료하기 위해 많은 연구가 있어왔지만, 지금까지 근력 개선 유도를 위해 대표적으로 사용되는 약물은 단백질 동화 스테로이드(AAS)계열의 steroidal androgen들이 주로 이용되어 왔다. AAS는 다양한 근육 및 체중 손실성 치료를 목적으로 처방되고 있으나, 장기간 또는 과다한 복용은 피부질환, 생식 및 내분비 기능 저하, 심혈관 질환 등 다양한 부작용을 초래한다고 잘 알려져 있다. 따라서, 상대적으로 부작용이 적은 근육 신생을 촉진하는 천연물을 탐색하는 연구는 매우 중요하다. 현재까지 천연물의 처리로 인한 근육 신생의 촉진은 대표적으로 세가지 기전의 영향을 받으며, 그 기전으로는 근육조절인자(MRF)의 양성 조절, 단백질 합성 기전의 활성화 및 단백질 분해기전의 억제가 있다. 본 리뷰에서는, 근육 신생 촉진 효과가 보고된 Black ginseng, Plum 등과 같은 식물 추출물 및 Creatine, Catechin 및 여러 지방산 등 천연물 유래 단일물질에 대하여 소개하고, 더 나아가 현재까지 알려진 상기의 천연물질들의 처리에 의한 근육 신생 촉진 기전에 대하여 기전별로 요약하고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

As the elderly population increases, it is becoming important to prevent and treat muscle loss caused by aging or disease. Steroidal androgen in the protein assimilation steroid (AAS) system is mainly used to induce muscle improvement, but it is well known that long-term or excessive doses of AAS re...

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문제 정의

  • 따라서 근육 발달 및 증진에 도움을 줄 수 있는 체내 부작용이 상대적으로 낮은 식품소재 또는 천연물 유래 물질을 탐색하는 연구가 필요하지만, 아직은 기초적인 연구나 임상적인 결과가 부족한 실정이다. 따라서 이러한 근육 신생과정을 유도하는 천연물 소재를 탐색하고 그에 대한 기전을 밝히는 여러 연구가 수년간 진행되어왔고, 이번 리뷰에서 최근까지 세포 수준 및 동물 실험 수준에서 밝혀진 근육 신생에 도움을 줄 수 있는 소재 및 각 천연물유래의 화합물을 정리하고, 지금까지 밝혀진 기전에 대해 정리하였다.
  • 본 리뷰에서는 골격근의 향상을 위해 근육세포의 근육 신생 과정을 유도하는 천연물 소재에 대한 최근까지의 연구에 대한 정리와 근육 신생을 향상시키는 각 천연물들이 경유하는 밝혀진 기전을 정리하였다. 이러한 연구를 통해 Myogenesis에 긍정적인 효과를 나타내는 천연물 소재는 기존에 사용되었던 호르몬 조절제의 대체제로써 보다 체내 부작용이 낮은 장점을 가지는 근육 신생 유도 물질의 가능성을 제시하며, 노인성 근육 손실 또는 근육 및 체중 손실을 야기하는 질병 등 다양한 원인으로 인한 근육 및 체중손실을 개선하는 치료제 및 보조제의 개발 가능성을 제시할 수 있다고 사료된다.

가설 설정

  • 2. Hypothetical model for effect of myogenesis positive natural product. Solid lines represent Signaling pathway of myogenic differentiation, protein synthesis and protein degradation.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
single compound가 실제로 myogenesis에 영향을 주는 근거는 무엇인가? 연구의 현황을 살펴보면, Table 1에서 보는 바와 같이 다양한 식물의 추출물을 비롯한 천연물 유래의 Single compound가 다양한 수준의 연구에서 myogenesis를 촉진한다는 연구 결과가 보고되었다. 공통적으로 in vitro 수준의 실험에서 C2C12 Myoblast에 대한 천연물의 처리가 분화와 근관의 비대를 증가시켰고, 몇몇 추출물 및 Single compound에서는 경유하는 일부 기전이 실험적으로 밝혀졌다. 공통적으로, MyoD, Mrf5, Myogenin, MRF4, MyHC를 포함한 근육세포의 분화에 관여하는 인자들 및 마커의 발현을 상향 조절을 유도했다.
Myogenesis는 무슨 과정을 말하는가? Myogenesis는 Fig. 1에서 보는 바와 같이 골격근의 satellite cell이 여러 분화 단계를 거쳐 근섬유를 이루는 과정이다. 첫번째로 근육세포 외곽에 존재하는 satellite cell (Pax7+)이 비활성화 상태에서 활성화되면 증식을 시작하며, MyoD와 Myf-5를 발현하고 myoblast (MyoD+, Myf-5+)로의 분화를 시작한다.
AAS를 장기간 또는 과다 복용 시 발생하는 문제점은 무엇인가? 이러한 AAS의 효능의 발견과 합성이후 미숙 아동의 성장 촉진[19], 암 또는 AIDS 등에 의한 만성 악액질(Cachexia) [4, 27], 노인의 체중 및 뼈 손실방지[45] 등 다양한 치료 목적으로 처방되고 있다. 하지만 AAS의 장기간 또는 과다한 복용은 피부질환[45], 생식 및 내분비 기능 저하[43, 47], 정신 질환[21, 61], 면역계 질환[64], 심혈관[3] 및 간의 기능 장애[67]를 초래한다고 잘 알려져 있다[62]. 따라서 근육 발달 및 증진에 도움을 줄 수 있는 체내 부작용이 상대적으로 낮은 식품소재 또는 천연물 유래 물질을 탐색하는 연구가 필요하지만, 아직은 기초적인 연구나 임상적인 결과가 부족한 실정이다.
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