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 생식 노화를 복구하는 천연 폴리아민, 스페르미딘(spermidine)

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 23-77

■ 천연 폴리아민(polyamine)* 물질이 노화에 의한 생식 기능을 회복시킬 수 있다는 연구결과가 발표

○ 중국의 난징농업대 연구팀은 스페르미딘(spermidine)**이 노화된 난소의 생식 능력(fertility)을 회복시켜 난포, 난모세포, 초기배아 발달을 촉진한 결과를 보고

* 아르기닌(염기성 아미노산)에서 합성되는 2개 이상의 아미노기(-NH2)를 가진 유기물로 다양한 생물학적 메커니즘에 관여

** 손상된 미토콘드리아를 분해 후 재활용 가능한 대사산물로 전환하는 세포 내 기작

- 천연 폴리아민, 스페르미딘의 항노화 관련 기능은 다른 연구에 의해 보고된 바 있으나, 생식에 관한 역노화 효과는 처음으로 규명

○ 연구팀은 젊은 마우스에 비해 노령 마우스의 난소에서 난포세포(Follicle)와 난모세포(oocytes)의 수가 감소하고 변질되어 난소의 질(quality)이 낮아지는 것을 관찰

- 난포세포는 난모세포*의 분열 및 발달에 필요한 물질‧영양분을 공급하고 에스트로겐을 분비하여 난자 형성과 배란을 촉진

* 제 I 감수분열 전기에 분열이 멈춘 세포로 호르몬 자극 시 감수분열을 진행하여 난자를 형성, 일생 동안 난자로 배란되는 난모세포수는 대략 400개

○ 연구팀은 젊은마우스(6~8주령), 노령 마우스(52~56주령), 스페르미딘을 먹인 노령 마우스 각 그룹을 10일간 동일 조건에서 배양한 후 난소의 생식 능력*을 분석

* 배란된 난모세포 개수, 제1극체(polarbody1)압출(extrusion), 염색체 손상 회복율을 분석

- 노령 마우스에서 난모세포의 생식 능력은 젊은 마우스의 약 50% 수준으로 감소했으나, 스페르미딘을 섭취한 노령 마우스는 젊은 쥐의 75% 수준까지 회복

- 낳은 새끼의 수도 젊은 마우스 12마리, 노령 마우스 3마리, 스페르디민을 섭취한 노령 마우스 6마리로, 스페르디민에 의한 가임률 증가를 확인

< 스페르미딘에 의한 노화된 난모세포의 생식 능력 회복 >

출처: Nature aging, Polyamine metabolite spermidine rejuvenates oocyte quality by enhancing mitophage during female reproductive aging, 2023.10.16.

■ 스페르미딘의 항노화 기작은 미토파지(mitophage)*를 활성화시켜 저하된 미토콘드리아의 기능을 강화하고, 대사 폐기물에 의한 세포 손상을 방지

* 에너지 생성기관인 미토콘드리아는 에너지 생성 과정에서 활성산소를 유발하는데, 손상된 미토콘드리아가 제대로 제거되지 않으면 많은 활성산소가 세포질로 방출되어 세포를 손상시키고 노화를 촉진

○ 연구팀은 젊은 마우스에 비해 노령 마우스의 난모세포에서 스페르미딘의 양이 감소하는 동시에 손상된 미토콘드리아가 효율적으로 제거되지 못한다는 점에 주목

- 난모세포 전사체 분석으로 노령 마우스에서 에너지 생산과 세포 잔해 (cellular debris) 제거 관련 유전체 발현의 감소를 확인

- 또한 스페르미딘만 처리한 대조군 대비 스페르미딘과 미토파지 억제제를 동시에 투여한 경우, 난모세포의 성숙이 훨씬 느리게 진행됨을 확인

○ 이러한 결과로 스페르미딘 유도 난모세포의 회춘(rejuvenation)은 미토파지 활성에 의한 미토콘드리아 기능 강화에 의해 매개됨을 시사

...................(계속)

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