초록 ▼

1.분석자 서문

임상에서 노화를 늦추거나 노화 관련된 질병으로부터 보호하기 위한 노력들이 다방면으로 진행되고 있으며, 대표적인 사례로 식이 제한을 통한 유익한 기능을 모사하는 특정 물질을 사용하는 것이다. 이러한 물질 중에 천연 생리활성물질인 polyamine spermidine(폴리아민 스퍼미딘)이 주목을 받고 있는데, 스퍼미딘은 탁월한 심장 보호 및 신경 보호 효과를 보이며, 설치류 모델에서 항암 면역요법을 유발시키는 것으로 알려져 있다. 인체 역학 연구에서도 식이성 스퍼미딘을 꾸준히 섭취하게 되면 심혈관성 사

1.분석자 서문

임상에서 노화를 늦추거나 노화 관련된 질병으로부터 보호하기 위한 노력들이 다방면으로 진행되고 있으며, 대표적인 사례로 식이 제한을 통한 유익한 기능을 모사하는 특정 물질을 사용하는 것이다. 이러한 물질 중에 천연 생리활성물질인 polyamine spermidine(폴리아민 스퍼미딘)이 주목을 받고 있는데, 스퍼미딘은 탁월한 심장 보호 및 신경 보호 효과를 보이며, 설치류 모델에서 항암 면역요법을 유발시키는 것으로 알려져 있다. 인체 역학 연구에서도 식이성 스퍼미딘을 꾸준히 섭취하게 되면 심혈관성 사망률 및 암 관련 사망률을 감소시킨다고 밝혀졌다. 아울러, 미토콘드리아 기능을 보존시키고, 항염증 특성을 보이며, 줄기세포 노화를 방지하기도 한다. 흥미로운 것은 스퍼미딘의 작용 기작이 다른 식이 제한 유사체의 기작과 유사하다는 것이다. 한편, 스퍼미딘은 단백질의 탈아세틸화(deacetylation)를 유도하며, 기능적인 자가포식(autophagy)에 달려 있다. 현재 스퍼미딘을 포함하고 있는 식품 섭취를 증가시키는 것을 목표로 하는 몇몇 임상시험들이 진행 중에 있으며 실효성이 있다는 것이 증명되고 있다. 이 분석문에서는 노화 및 이와 관련된 합병증에 대한 스퍼미딘의 건강증진 효과에 대한 최근의 연구 동향을 소개하고자 한다[1].



2. 목차

1. 개요

2. 노화에 따른 SPMD 농도의 감소: 생체 이용률과 대사

2.1. 폴리아민 대사와 수송

2.2. 폴리아민 섭취와 배출

3. 식이성 SPMD의 건강에 대한효과

3.1. SPMD에 의한 수명 연장

3.2. 종양 발생에 관한 폴리아민의 영향

3.3. 심혈관 및 근육 관련 질병에서 SPMD의 영향

3.4. 대사증후군에서 폴리아민의 영향

3.5. SPMD에 의한 신경 보호

4. SPMD 작용의 세포 및 분자 모드

4.1. SPMD 투여를 통한 자가포식 및 미토콘드리아포식(mitophagy) 유도

4.2. SPMD의 면역 자극 및 항염증성 효과

4.3. SPMD의 신경 조절 및 신경 보호 기작

4.4. SPMD에 의한 심혈관 보호 작용의 방식

5. 분석자 결론 및 전망

이 분석문에서는 노화와 질병에 대한 폴리아민류인 SPMD와 SPM의 건강과 질병에 대한 영향에 대해서 알아보았다.

최근에 일부 질병에서 SPMD나 SPM 같은 폴리아민 성분들의 농도가 증가된다는 것이 밝혀지고 있기 때문에 이러한 폴리아민류가 질병에 대한 생체지표(biomarker)로서 가능성이 높다고 볼 수 있다. 더구나 Alzheimer병을 유발시킨 쥐 모델과 경도 인지장애가 있는 환자에서 폴리아민과 arginine의 대사에 장애가 있다는 것이 확인되었다. SPMD를 포함한 몇 가지 대사체들이 안정한 경도 인지장애 환자와 추후 Alzheimer병으로 발전한 환자에서 다르게 영향을 준다는 것도 확인되었다. 반면에, 인체 건강과 관련하여 중요하게 밝혀진 사실로서, 건강한 90대와 100세 이상인 노인들의 혈중 SPMD와 SPM의 농도 증가가 관찰되었다. 따라서 혈중 또는 조직 검체에 있는 SPMD와 SPM의 농도를 측정하는 것만으로는 생체지표로서 충분하지 못하기 때문에 인체 건강 및 질병에 대한 SPMD와 SPM의 진단적 유효성 검증과 치료적 유효성 검증에 대한 후속 연구가 반드시 필요할 것이다.

향후 임상시험에서 효과성 있는 CRM으로서 SPMD를 검증하는 우선적인 목표는 적정 농도에서 독성은 낮지만 효과는 강한 결과를 얻는 것이다. SPMD의 건강 및 질병에서의 긍정적인 효과를 고려할 때, 임상시험에서 SPMD 섭취율을 높이는 것이 첫 번째 과제가 될 것이다. 이를 위해 합성 SPMD를 보조제로 사용하거나, 폴리아민이 풍부한 식품 종목에서 조성을 변화시키거나, 폴리아민이 풍부한 천연 식물 추출물을 사용하거나 장내에서 미생물에 의한 폴리아민을 합성하는 프리바이오틱스와 프로바이오틱스를 섭취하는 방법이 사용될 수 있다. 현재, 노인들을 대상으로 한 SPMD가 풍부한 식물 추출물의 건강 및 질병에 대한 영향에 대한 임상시험이 진행 중에 있다(https:// clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02755246)[16].

가까운 미래에 SPMD의 인체 안정성 검증 연구가 성공적으로 수행되어 인체 건강 증진제 및 각종 질병의 치료제, 나아가 질병 발생의 조기진단 생체지표로서 임상에서 유용하게 사용될 수 있기를 기대해본다.



References

1. F. Madeo, T. Eisenberg, F. Pietrocola, G. Kroemer, Spermidine in health and disease. Science 359, eaan2788 (2018).

2. A. E. Pegg, Functions of polyamines in mammals. J. Biol. Chem. 291, 14904–14912 (2016).

3. K. Igarashi, K. Kashiwagi, Modulation of cellular function by polyamines. Int. J. Biochem. Cell Biol. 42, 39–51 (2010).

4. T. Eisenberg et al., Induction of autophagy by spermidine promotes longevity. Nat. Cell Biol. 11, 1305–1314 (2009).

5. M. Matsumoto et al., Impact of intestinal microbiota on intestinal luminal metabolome. Sci. Rep. 2, 233 (2012).

6. M. Matsumoto, Y. Benno, The relationship between microbiota and polyamine concentration in the human intestine: A pilot study. Microbiol. Immunol. 51, 25–35 (2007).

7. K. Igarashi, S. Ueda, K. Yoshida, K. Kashiwagi, Polyamines in renal failure. Amino Acids 31, 477–483 (2006).

8. A. J. Vargas et al., Dietary polyamine intake and risk of colorectal adenomatous polyps. Am. J. Clin. Nutr. 96, 133–141 (2012).

9. T. Eisenberg et al., Cardioprotection and lifespan

extension by the natural polyamine spermidine. Nat. Med. 22, 1428–1438 (2016).

10. K. Soda, Y. Kano, F. Chiba, Food polyamine and cardiovascular disease-An epidemiological study. Glob. J. Health Sci. 4, 170–178 (2012).



※ 이 자료의 분석은 서울의과학연구소의 이상후님께서 수고해주셨습니다.