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산모의 단백질 결핍과 태아 근육 세포의 관계
의학약학 KISTI (2015-09-22)
새로운 연구에서 임신 중 부족한 단백질 소비와 산모 및 남아의 근육 문제 발생과 관련이 있다는 유전적 과정이 밝혀졌다.

일리노이 대학(University of Illinois) 연구진에 의한 이번 결과는 또한 태아로 전달되는 이러한 유전 변화를 통한 대사 경로가 잠재적으로 성인의 심혈관 질환, 비만과 제2형 당뇨병의 발생을 일으킬 것임을 제시하였다.

임신 초기 단계의 단백질 결핍에 대한 바이오마커를 검사한다면 식이 변화 및 여러 심각한 질환을 다음 세대에 전달되지 않도록 변경하는 기타 전략을 통해 이를 치료할 수 있을 것이라고 `British Journal of Nutrition` 저널에 게재된 이번 연구 주도자 Huan Wang이 말했다.

Wang의 연구는 쥐에서 이루어졌지만 이전 연구는 인체에서도 유사하다는 것을 보여주었다. 임신 중 여성에게는 최소한 하루에 25 그램 이상의 단백질이 필요하다. 임신 여성의 단백질 섭취가 부족할 경우 이들의 자녀가 성인과 동일한 다양한 만성 질환과 연관이 있었다. Wang 박사는 임신 중 단백질 섭취가 부족할 경우 자식 작용(autophagy)이라는 세포 파괴를 유발하는 아미노산 반응(amino acid response, AAR) 과정이 활성화된다는 것을 발견하였다.

자식 작용은 스트레스 상황에서 세포가 불필요하거나 장애 요소를 분해시킴으로써 신체 내의 항상성을 유지하는 세포의 생존 기전이라 할 수 있다. 부족한 단백질 섭취로 산모의 이러한 유전적 변화가 태반을 통해 전달되며 태아의 골격 근육에 기억되어 남아로 태어날 경우 저(低) 체중 및 성장 발육 부진으로 이어질 수 있다고 연구진은 보고하였다.

"이는 수 년 동안 우리가 찾아온 연관성으로 결국 산모에서 태반을 통해 아이로 전달된다는 것을 보여주고 있다. 그러나 세포의 자식 작용은 남아의 경우에만 골격 근육에서 활성화된다. 즉, 이는 성별 특이성을 보인다. 분명히 여아의 경우, 임신 중 노출된 저 단백질 노출 및 세포 자식 작용에 내성을 보인다"고 일리노이 대학 식품 과학 및 인체 영향악 박사 과정 동안 이번 연구를 수행한 Wang이 말했다.

Wang의 연구에서 낮은 단백질 군의 임신한 쥐는 8~9%의 단백질이 포함된 사료를 섭취하였으며 대조군은 그의 두 배인 18~20%의 단백질을 섭취하였다. 출산 후 모든 쥐는 수유기 동안 대조군과 동일한 먹이를 섭취하였다. 쥐의 몸무게와 먹이 섭취량을 매일 기록하였다.

저(低)단백 식이를 섭취한 어미 쥐는 임신 중 상당히 몸무게가 적었으며 새끼 역시 유사하다는 것을 Wang은 발견하였다. 이러한 저단백 식이는 어미의 혈장 내 중요 아미노산인 알라닌, 리신, 세린, 히스티딘 등의 수치가 낮은 것으로 나타났다. 어미의 골격 근육 섬유를 조사하였을 때 Wang은 근육 위축을 시사하는 섬유의 직경 및 분할 섬유에 큰 변화가 있으며 섬유의 크기가 더 작다는 것을 발견하였다. 부족한 단백질 섭취로 수컷 새끼의 골격 근육과 어미에서 모두 일부 AAR 과정의 하위 유전자의 활성이 증가하였으나 다른 조직 및 암컷 새끼에서는 차이가 없었다.

ATF4 또한 세포 자식 작용과 관련이 있었다. 낮은 단백질 식이 중인 산모에서 일부 자식 작용과 연관된 유전자의 발현과 이들이 ATF4와 결합하는 것이 상당히 증가하는 것으로 나타나 AAR 신호와 자식 작용 과정의 활성화 사이의 분자적 연관성을 확인하였다고 Wang이 말했다.

후속 연구 결과에 의하면 AAR 및 자식 작용 관련 유전자가 수컷 새끼의 골격 근육에서 활성화되어 있는 것으로 나타나, 어미의 골격 근육 내의 아미노산 부족 신호가 태반을 통해 새끼에 전달되었다는 것을 제시하고 있다. 이번 연구 결과는 임신 중 적절한 양의 단백질을 포함한 건강 식이가 태아의 건강을 위해 중요하다는 것을 보여준다고 현재 로스앤젤레스 캘리포니아 대학 인체 유전학 분야에서 박사후 연구원으로 재직 중인 Wang은 말했다.

사진. 왼쪽부터 영양학 교수 Stéphane Lezmi, 박사 연구원 Huan Wang, 식품 과학 교수 Yuan-Xiang Pan


출처 : http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-09/uoia-mpd091815.php
정보제공 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
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