[논문]동충하초(Cordyceps spp.)의 유효 생리활성 성분인 cordycepin의 근감소증 예방에 대한 연구 동향

김성옥; 최영현

doi:10.5352/jls.2022.32.6.482

동충하초(Cordyceps spp.)의 유효 생리활성 성분인 cordycepin의 근감소증 예방에 대한 연구 동향
Research Trends on the Therapeutic Potential of Cordycepin, an Active Ingredient of the Insect Fungus Cordyceps spp., for the Prevention of Sarcopenia 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.32 no.6, 2022년, pp.482 - 490

김성옥 (경성대학교 생명보건대학 식품영양학과) , 최영현 (동의대학교 한의과대학 생화학교실)

초록
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근육 양과 근력의 감소에 의한 근감소증은 다양한 병적 상태의 악화, 삶의 질 저하, 사망률의 증가를 동반하며, 기대수명이 증가함에 따라 앞으로도 유병률은 계속 증가할 것이다. 노화 과정에서 만성 산화 스트레스와 염증 반응의 증가는 골격근 소실의 주요 원인으로 작용하며, 에너지 대사에 필수적인 미토콘드리아의 기능 장애와 관련된 자가포식 및 세포사멸 신호의 교란은 근육 단백질의 손실을 가속화한다. 오래전부터 각종 질병의 예방 및 치료에 널리 사용되어온 동충하초의 주요 생리활성물질인 cordycepin의 약리학적 효과는 항산화 및 항염증 작용과 직접적인 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 본 총설에서는 근감소증의 예방과 치료에의 적용을 위한 cordycepin의 세포사멸, 자가포식, 단백질의 이화작용 및 근육 재생에 중요한 위성세포의 활성에 대한 연관성을 제시하였다. 비록 현재까지 근감소증에 대한 cordycepin의 연구는 미진한 수준이지만, 그동안의 연구 결과에서 cordycepin은 노화로 인한 미토콘드리아 기능 약화를 억제하고 근육 단백질의 분해를 차단하는 데 기여할 수 있음을 알 수 있다. 또한 근세포 손상에 대한 cordycepin의 보호 효과는 항산화 및 항염증 활성과 밀접한 관련이 있음을 제안한다. 따라서 근세포의 노화방지에 관여하는 cordycepin의 분자생물학적 기전을 중심으로 보다 지속적인 기초 연구가 필요할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Sarcopenia, a geriatric and multifactorial syndrome characterized by progressive systemic skeletal muscle disorder, may be associated with many comorbidities. Sarcopenia caused by a decrease in muscle mass and muscle strength is accompanied by the aggravation of various pathological conditions, and as life expectancy increases, its prevalence will continue to increase in the future. During the aging process, chronic oxidative stress and increased inflammatory responses act as major contributors to skeletal muscle loss. In addition, disruption of autophagy and apoptosis signals associated with dysfunction of mitochondria, which are essential for energy metabolism, accelerates the loss of muscle proteins. The pharmacological effect of cordycepin, a major physiologically active substance in the genus Cordyceps, which has been widely used for the prevention and treatment of various diseases for a long time, is directly related to its antioxidant and anti-inflammatory actions. In this review, we present the correlation between apoptosis, autophagy, protein catabolism, and satellite cell activity important for muscle regeneration using cordycepin for the prevention and treatment of sarcopenia. Although there have been few studies so far on the use of cordycepin for sarcopenia, previous studies suggest that cordycepin may contribute to inhibiting the age-related weakening of mitochondrial function and blocking the breakdown of muscle proteins. In addition, the protective effect of cordycepin on muscle cell damage is considered to be closely related to its antioxidant and anti-inflammatory activities. Therefore, it is considered that more continuous basic research is needed, focusing on the molecular biological mechanism of cordycepin, which is involved in the anti-aging of muscle cells.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Factors exacerbating age-related sarcopenia.
표 Table 1. EWGSOP conceptual stage of sarcopenia
표 Table 2. Multifactorial causes of the sarcopenia
그림 Fig. 2. The chemical structure of cordycepin, or 3'-deoxyadenosine, is a derivative of the nucleoside adenosine, differing from the latter by the replacement of the hydroxy group in the 3' position with a hydrogen (Chemical structure and description referenced from Wikipedia).
그림 Fig. 3. Predictive schematic diagram showing the proposed therapeutic potential roles of cordycepin in skeletal muscle.

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 노화, 다양한 암, 대사성질환, 패폐혈증 및 후천성 면역 결핍증 (acquired immune deficiency syndrome, AIDS) 등의 원인에 의해 발생되는 근위축 및 근감소증에 대한 cordycepin의관련 연구는 아직 초기 단계 수준이다. 따라서 본 총설에서는 cordycepin의 항노화 활성의 잠재성에 대해, 특히 근감소증의 발생 기전을 중심으로 한 예방 및 치료적 연구의 필요성을 제안하고자 한다.
그동안의 연구에 의하면 cordycepin은 항노화 효능[2]뿐만 아니라, 항산화제[67], 항염증제[26], 항당뇨병제[52], 신경 보호 효과[66, 78] 및 항종양[15, 37]과 같은 다양한 약리학적 효능이 있음이 밝혀졌다. 최근 cordycepin이 다양한 근육 조직에서 유익한 효능이 있음이 보고되고 있으며 [75, 35], 본 총설에서는 cordycepin의 항노화 활성에 대해, 특히 근감소증 억제에 미치는 기전 중심으로 연구 동향을 소개하고자 한다.

성능/효과

근감소증은 연령의 증가에 따라 동반되는 근육의 양과 근력의 감소로 정의된다. 다양한 병리적 상태 및 자연적 노화에 의한 항산화 균형의 교란과 염증성 자극은 근 단백질 이화작용, 세포사멸, 근육 재생에 중요한 위성세포의 활성 저하를 촉진하여 정상적인 노화 과정 중에 발생하는 근육세포의 손상과 퇴행성 근수축 및 근감소증 유발과 깊은 관련이 있다. 따라서 선행 연구들을 바탕으로 볼 때 cordycepin의 항암, 항산화 및 항염증 작용을 통해 근육세포에 대한 항노화 작용으로 근위축 및 근감소증 예방적 치료 효과에 대한 잠재성이 기대된다.

후속연구

AMPK/mTOR 경로를 통한 cordycepin의 자가포식 유도는 암세포의 세포사멸(apoptosis, programed cell death) 과정에서도 관찰되며 이는 세포의 운명 조절에 결정적인 역할을 할 것으로 추정된다[8]. 그러나 현재까지 골격근에서 cordycepin에 의한 lysosome-매개 자가포식 반응 조절 기전은 거의 밝혀진 바 없으며, 이 분야는 향후 금감소증관련 흥미로운 연구 주제의 영역이 될 것이다. 잘 밝혀진 바와 같이, 단백질 합성은 적절한 양질의 단백질 섭취와 호르몬 작용에 의해서 조절된다.
그리고, 근육과 당뇨병의 관련성 측면에서, 고령층의 단백질 합성 저하는 인슐린 감수성의 저하가 그 원인으로 보고된 바가 있으며, 이는 혈관 내피 기능 부전과 연관이 있다[67]. 따라서 cordycepin은 골격근에서의 단백질 합성 관련 자가포식 신호전달계의 활성화에 기여하여 근감소증 억제에 기여할 것으로 기대된다.
다양한 병리적 상태 및 자연적 노화에 의한 항산화 균형의 교란과 염증성 자극은 근 단백질 이화작용, 세포사멸, 근육 재생에 중요한 위성세포의 활성 저하를 촉진하여 정상적인 노화 과정 중에 발생하는 근육세포의 손상과 퇴행성 근수축 및 근감소증 유발과 깊은 관련이 있다. 따라서 선행 연구들을 바탕으로 볼 때 cordycepin의 항암, 항산화 및 항염증 작용을 통해 근육세포에 대한 항노화 작용으로 근위축 및 근감소증 예방적 치료 효과에 대한 잠재성이 기대된다.
자가포식의 조절 장애는 암 및 뉴런, 면역 및 신장 질환과 관련이 있지만, cordycepin의 자가포식 유도에 관한 검토가 자세히 이루어진 적은 아직 없는 실정이다[32]. 따라서 자가포식 유도 기전에 대한 포괄적인 이해는 근감소증을 포함한 cordycepin의 건강 증진 효과에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것이다.
본 연구실에서도 BV2 소교세포(microglial cells)에서 cordycepin이 산화적 스트레스성 염증 인자인 nitric oxide (NO) 및 prostaglandin E2 (PGE2)와 염증성 사이토카인인 TNF-α 및 IL-1β의 생성 감소 효과가 있음을 보고한 바 있다[30]. 비록 근위축 및 근 감소 증의 병리 상태에서 cordycepin 효능에 대한 연구는 미비한 수준이지만 cordycepin의 항염증, 항산화, 항종양 및 항노화 활성은 근위축 및 근감소증 예방 및 치료적 적용에 활용성이 매우 높을 것으로 예측할 수 있다(Fig. 3).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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