바이오인

식이조절 기반의 말라리아 예방·치료 전략

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 25-39

◆︎  최근 중국 의과학원(CAMS) 연구팀이 케톤식이와 케톤체*가 말라리아 원충의 생존과 증식에 영향을 미쳐 감염을 예방한다는 연구결과를 발표

* 혈당이 부족할 때, 간에서는 지방산을 산화시켜 에너지원을 공급하는데 이때 생성되는 아세톤, 아세토아세트산 및 β-하이드록시부티르산(β-OHB)의 3가지 대사산물을 총칭

○ 케톤식이(KD,KetogenicDiet)*를 통해 유도된 대사 변화가 말라리아 원충(Plasmodium berghei) 감염에 미치는 영향을 마우스 모델에서 분석

* 탄수화물을 제한하고 지방 섭취를 늘리는 식이요법으로 신체 신진대사를 케톤 상태로 만들어 지방을 에너지원으로 사용하도록 하는 방식

- (실험설계) 2형 당뇨병 마우스 모델에서 말라리아 감염률이 유의하게 증가한 이전 연구결과에 착안, 케톤식이 또는 β-OHB 투여가 말라리아 원충의 증식을 억제할 수 있는지 실험

- (실험방법) 0.5%, 20%, 50%, 70%, 90% 지방 비율의 KD를 2주간 자유 급여한 마우스에 말라리아 원충(GFP tagging-P. berghei ANKA)을 감염시킨 후 원충혈증(parasitaemia) 및 생존률을 모니터링

※ 대조군은 일반 사료(RD, Regular Diet)를 급여

- (관찰) 20% 이상 KD를 급여한 마우스 모두에서 말라리아 원충혈증이 관찰되지 않았고 혈청 β-OHB 수치가 KD 농도에 따라 유의하게 상승

- (결과) 20% 이상 KD 식이는 β-OHB를 생성하여 말라리아 원충의 감염을 예방하고 감염된 숙주의 생존률을 최대 80일까지 100%로 유지

◆︎ 체외 주입한 β-OHB가 말라리아 원충의 증식과 숙주 생존률에 미치는 영향을 분석

○ 삼투압 펌프(osmotic pump)를 마우스 복강에 이식하여 0.5mM, 1.0mM의 β-OHB를 지속 주입 7일 후 혈청 β-OHB 측정, 말라리아 원충 감염률, 숙주 생존률을 분석

※ 대조군은 생리 식염수를 7일간 지속 주입, 삼투압 펌프 이식 직후 GFP tagging-P. berghei ANKA 말라리아 기생충을 주입(1x105 iRBC)

- (관찰) 대조군은 말라리아 원충 감염 10일 이내 모두 사망했으나, 1.0mM β-OHB 투여 그룹에서는 감염 후 6일 기생충 농도는 3%로 조사되었고 20일간 40%의 생존률을 유지

※ 0.5mM β-OHB 투여 그룹에서는 기생충 증식이 현저히 억제되었고, 기생충 감염 후 30일간 약 40%의 생존율을 유지

- (결과) β-OHB 단독으로 말라리아 원충 감염 예방 및 증식 억제 효과 확인

※ β-OHB 단독으로 말라리아 기생충 억제 효과를 보였으나, AcAc(아세토아세트산) 투여군에서는 이러한 효과가 전혀 관찰되지 않았음. 즉 케톤식이로 형성된 3개의 케톤체 중 β-OHB만 항말라리아 활성을 보임

< 케톤식이(KD)와 β-OHB 투여가 말라리아 감염에 미치는 영향 >

...................(계속)

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