Lipidomics 분석서비스 적용 8 : 비만에서의 sphingolipid의 역할 | 고마바이오텍

Case Study : 비만에서의  sphingolipid의 역할에 대한 탐구
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지질은 세포막과 에너지 저장에 필수적이지만, 잘못된 장소에 축적될 경우 세포 기능을 방해하고 인슐린 저항성과 비만의 발달에 기여할 수 있습니다. 스핑고지질은 대사 조절에서 중요한 역할을 하며, 그 중 세라마이드는 비만 시 증가하여 인슐린 저항성을 촉진하고 세포 신호 전달 및 지질 대사에서 중요한 매개체로 작용합니다. 세라마이드는 스핑고미엘린과 글리코스핑고지질과 같은 더 복잡한 스핑고지질의 전구체 역할도 합니다.

식이 성분은 체내 세라마이드 생산과 축적에 영향을 미치며, 서구식 식단은 긴 사슬 포화 지방산(LCSFAs)의 높은 섭취로 인해 세라마이드 형성을 촉진합니다. 이러한 지방산은 염증을 유발하고 세라마이드 생산을 증가시키는 효소를 활성화합니다. 반면, 지중해 식단은 단일 불포화 지방과 오메가-3 다불포화 지방산이 풍부하여 미토콘드리아의 산화 기능을 향상시키고 염증을 줄이며 세라마이드 수치를 낮출 수 있습니다. 또한, 오메가-3 지방산과 이눌린은 장내 미생물 군집의 건강을 지원하여 유익한 단쇄 지방산의 생산을 촉진합니다. 이러한 스핑고지질의 역할은 비만과 관련된 여러 대사 질환의 이해에 기여할 수 있습니다.

이 연구는 C16:0 스핑고지질과 그 전구체인 세라마이드 합성효소 5(CerS5)와 세라마이드 합성효소 6(CerS6)에 초점을 맞추었습니다. 두 효소는 동일한 유형의 세라마이드를 생성하지만, 조직 분포와 세포 내 위치가 달라 기능과 효과에서 차이를 보입니다. CerS5와 CerS6에서 유래한 C16:0 스핑고지질은 간과 갈색 지방 조직에 존재하며, CerS6는 에너지 대사를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.

연구에서는 고지방 식이를 한 비만 쥐에서 CerS5와 CerS6의 결핍 효과를 비교했습니다. CerS5 결핍 쥐는 체중 증가가 대조군과 유사했지만, CerS6 결핍 쥐는 체중 증가가 감소하고 지방량과 간 내 지방 축적이 줄어드는 효과를 보였습니다. 간의 C16:0 세라마이드 수치는 두 실험군 모두에서 감소했지만, CerS5 결핍 쥐에서만 C22:0 및 C24:0 세라마이드의 추가 감소가 나타났습니다. 이는 CerS6 결핍이 고지방 식이로 인한 대사 효과로부터 보호한다는 것을 강조합니다.

CerS6는 미토콘드리아와 미토콘드리아 관련 막(MAMs)에서 C16:0 세라마이드 수치를 조절하여 미토콘드리아 구조와 기능을 회복시키는 반면, CerS5는 미토콘드리아의 세라마이드 수치에 영향을 미치지 않습니다. CerS6에서 유래한 C16:0 스핑고지질은 미토콘드리아 분열 인자(Mff)와 상호작용하여 미토콘드리아 기능 장애를 촉진하고 인슐린 저항성과 비만을 악화시킵니다.

이 연구는 CerS6 결핍을 통해 미토콘드리아 분열을 완화하고 미토콘드리아 역학을 개선할 수 있음을 보여주었으며, 인슐린 감수성과 포도당 및 피루브산 내성이 개선되었습니다. CerS6는 CerS5와 달리 미토콘드리아와 MAMs에서 C16:0 세라마이드 수치를 조절하여 대사 스트레스를 줄이고 인슐린 저항성을 개선할 수 있는 가능성을 제시합니다. 이러한 발견은 비만과 당뇨병 치료에서 CerS6 억제의 잠재력을 강조합니다.

요약 

• CerS6는 미토콘드리아에서 C16:0 세라마이드를 조절합니다.

• CerS6에서 유래한 스핑고지질은 인슐린 저항성에 기여합니다.

• CerS6 효소를 표적으로 삼는 것은 비만으로 유발된 대사 질환을 퇴치하기 위한 잠재적인 전략입니다.

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