글루타민(glutamine)이 근육의 부상 및 노화에 끼치는 영향

이번에는 근육의 부상과 노화에 글루타민(glutamine)이 끼치는 영향을 알아보겠습니다. 2020년 10월 29일 게재된 연구입니다.

 

 

 

 

왼쪽(정상) 오른쪽(근육 손상된 지 6일 후)

 

 

 

마시밀리아노 마조네 교수(Prof. Massimiliano Mazzone)가 이끄는 팀(VIB-KU Leuven Center for Cancer Biology)에서 에마누엘레 베라르디 박사와 민상 박사(Dr. Emanuele Berardi and Dr. Min Shang)가 공동으로 염증세포와 근육 줄기세포 간의 새로운 대사 신호에 대한 연구를 공개했습니다.

 

연구진은 GLUD1 효소 억제제를 사용함으로써 이러한 대사 신호를 강화하여 글루타민(glutamine)의 배출을 촉진하였습니다.

높아진 글루타민 수치는 외상, 허혈증, 노화 등의 근육 퇴화 단계에서 근육 재생과 신체 성능을 향상시키는 결과를 보였습니다.

 

이 연구는 근육생물학, 면역학, 줄기세포생물학 등 여러 분야의 연구에 있어 중요한 발전을 제공할 가능성이 있습니다.

 

 

◆ 글루타민의 역할

 

골격근은 우리 몸을 움직이는 데 도움이 되며 단백질로 저장된 아미노산의 큰 저장창고입니다. 또한 인체 전체의 에너지 대사와 단백질 대사에 영향을 미칩니다.

 

아미노산 글루타민은 근육에 풍부하게 존재하기 때문에 근육 대사에서 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다.

하지만 외상 후나 만성적인 근육 퇴행 상태에서의 글루타민의 역할은 대부분 무시되었습니다.

교수 마시밀리아노 마조네가 이끄는 팀(VIB-KU Leuven Center for Cancer Biology)은 손상이나 노화에 의해 근육조직이 죽을 시 글루타민의 수치가 감소하는 것을 발견했습니다.

연구원들은 근육에 손상이 생긴 직후 염증 세포가 해당 위치에 도착하여 근육 줄기 세포와 서로 대사 신호를 주고받는 것을 관찰했습니다.

 

이 세포간의 통신은 근육의 낮아진 글루타민 수치를 원래 수준으로 돌림으로써 근육 섬유의 재생을 촉진하였습니다.

 

◆ 근육의 재생

연구진은 체외 및 체내 첨단 방법론을 이용해 근육 손상, 허혈증, 노화와 관련된 근육 손실의 원인이 감소된 글루타민 수치로 인한 것임을 밝혀냈습니다.

글루타민 수치 감소의 원인 중 하나는 근육 손상에 의한 근육 자체의 글루타민 생산량 감소입니다.

베라르디 박사는 "글루타민을 대사 시키는 효소인 GLUD1을 억제하는 유전적 도구와 약리학적 약물을 이용하면 글루타민의 근육손상 후 수치 저하를 막을 수 있을 것"이라고 설명합니다.

 

근육 손상 후 근육에 도착한 염증세포는 글루타민을 소모하는 GLUD1 효소를 잡아먹습니다.이로 인해 글루타민의 과잉생산이 유발되는 것입니다.

새로 생성된 글루타민은 손상된 근육 조직을 빠르게 재생시키기 위해 근육 줄기 세포가 사용합니다.

노화 등 만성 및 급성 퇴행성 질환 또한 같은 원리로 근육 기능 회복이 빨라졌습니다.

 

 

 

◆ 퇴화 방지

 

이 연구는 글루타민이 근육조직의 재생 프로그램을 제어하는 센서 분자임을 밝히고 GLUD1 효소가 급성 손상이나 노화와 같은 만성 퇴행성 질환을 유발하는 치료해야 할 대상임을 시사합니다.

마조네 교수는 그들이 발견한 것의 가능성을 강조했습니다.

 

"이 발견은 외상, 허혈, 노화 등 퇴행성 근육 상태의 치료에 희망을 줍니다. 특히 전 세계 인구의 평균 연령이 증가함에 따라 노화와 관련된 근육 부족(sarcopenia) 현상은 의료 서비스의 중요한 과제입니다.

 

VIB Discovery Science와 Centre for Medicine Design and Discovery와 협력하여 현재 근육 위축을 비롯한 만성 근육 낭비 상태에 대해 보다 선별적인 GLUD1 억제제를 개발 및 테스트하고 있습니다."