차에서 추출한 EGCG 나노입자가 대장염 환자의 장과 정신 균형을 회복합니다.

쓰촨 농업대학교와 브리티시컬럼비아 대학교의 과학자들은 녹차의 주요 폴리페놀인 (-)-에피갈로카테킨-3-갈레이트(EGCG)를 장으로 안정적으로 운반하고 방출하는 생물모방 차 단백질 나노입자(TSP)를 개발했습니다. 이를 통해 대장염의 염증을 감소시킬 뿐만 아니라 대장염 생쥐의 불안과 우울증도 완화하는 것으로 나타났습니다. 이 연구는 Theranostics 저널에 게재되었습니다.

EGCG 문제

(-)-에피갈로카테킨-3-갈레이트(EGCG)는 강력한 항산화 및 항염 효과가 있는 것으로 알려져 있지만, 위장관에서 빠르게 분해되며 흡수율이 낮습니다.

"차 나노쿠리어" 만들기

• 원료: 차를 생산한 후의 차추출물 잔여물(차분)에는 단백질(TProtein)이 풍부합니다.
• 자발적 조립: 생리학적 완충액에서 TProtein을 약산성 pH에서 EGCG와 혼합하여 유기 용매나 화학 결합제 없이 직경 100~120nm의 나노입자를 자체 조립했습니다.
• 성격 묘사:
  • DLS와 TEM을 통해 좁은 크기 분포와 구형 모양이 확인되었습니다.
  • FTIR과 DSC는 EGCG가 단백질 매트릭스에 캡슐화되어 있으며 37°C, pH 2~8에서 안정적임을 보여주었습니다.
  • 높은 함량: 나노입자 질량의 최대 25%가 EGCG입니다.

보호 및 배송

• 위장 안정성: TSP는 활성을 유지하면서 낮은 pH에서 EGCG 산화를 30%까지 감소시킵니다.
• 점막 침투: 음전하와 200nm 미만의 크기로 인해 나노입자는 염증이 있는 결장 내벽을 관통할 수 있습니다.

장내 지속 방출

• pH 의존성: pH 7.4(장)에서 EGCG의 최대 80%가 12시간 이내에 TSP에서 방출되는 반면, pH 2(위)에서는 분해율이 20% 미만이어서 폴리페놀이 분해되지 않습니다.
• 산화 보호: 산성 환경에서 유리 EGCG는 2시간 후 활성을 잃었지만 TSP에서는 항산화 잠재력의 70% 이상을 유지했습니다.

대장염의 전임상 모델

• 대장염 유도: 쥐에게 7일 동안 2% DSS가 함유된 음용수를 투여했습니다.
• 치료: 유리 EGCG(25 mg/kg), TSP에 포함된 등몰 EGCG, 빈 TSP 또는 식염수를 경구로 투여했습니다.
• 평가:
  • DAI(질병 활동 지수): 체중, 대변, 대변의 혈액을 합친 지수입니다.
  • 조직학: H&E 염색 및 ZO-1/occludin 면역형광법.
  • 사이토카인: 대장 조직의 TNF-α, IL-6에 대한 ELISA.

결과: 대장염과 장 장벽

• TSP + EGCG 그룹에서는 DAI가 70% 감소한 반면, 자유 EGCG 그룹에서는 45% 감소했습니다.
• 상피의 완전성이 회복되었습니다. 융기부에서의 ZO-1 및 오클루딘 발현은 대조군보다 60% 더 높았습니다.
• 염증이 억제되었습니다. TNF-α와 IL-6는 대장염 대조군에서는 관찰되지 않은 수준으로 떨어졌지만, 유리 EGCG는 부분적인 감소만을 보였습니다.

미생물군과 뇌에 미치는 영향

• 미생물군:
  • α-다양성은 TSP + EGCG에 의해 기준 수준 근처로 회복되었습니다.
  • SCFA 생산자(Lachnospiraceae, Ruminococcaceae)의 성장은 대사 및 항염 효과를 뒷받침했습니다.
• 장-뇌 축:
  • 혈액 내 LPS가 체계적으로 감소하면 혈액-뇌 장벽의 투과성이 감소합니다.
  • 대장염에 걸린 쥐는 일반적으로 불안한 행동(↑개방형 실험에서 벽에 머문 시간)과 우울한 행동(↑강제 수영 실험에서 부동 기간)을 보였습니다.
  • TSP + EGCG는 이러한 매개변수를 정상화했습니다. 불안과 우울증은 건강한 쥐 수준으로 돌아왔습니다.

저자의 진술

Guo Junling 박사는 "우리는 차잎에 함유된 단백질과 폴리페놀의 자연스러운 조합에서 영감을 얻어 염증이 있는 장이라는 필요한 곳에 EGCG를 정확하게 전달하는 시스템을 개발했습니다. 여기에 미생물-장-뇌 축을 통해 기분을 개선하는 효과도 더했습니다."라고 말합니다.

저자는 몇 가지 핵심 사항을 강조합니다.

• 생물학적 영감과 자연적 접근법
  "식물성 원료에서 추출한 차 단백질을 사용함으로써 저희 시스템은 생체 적합성과 환경 친화적인 측면을 최대한 확보했습니다."라고 Guo Junling 박사는 말합니다. "저희는 나노 스케일에서 천연 차 복합체를 재현하여 기능성을 그대로 유지했습니다."

• 이중 치료 효과
  "TSP + EGCG가 장 염증을 완화할 뿐만 아니라 불안과 우울증의 행동 지표를 정상화한다는 사실에 특히 주목하고 있습니다."라고 리샤오쥔 교수는 말했습니다. "이는 염증성 장 질환 발병 기전에서 장-뇌 축의 중요성을 확인시켜 줍니다."

• 임상 적용 가능성
  "마우스 실험 결과는 유망해 보이지만, TSP의 약동학 및 인체 안전성을 평가해야 합니다."라고 브리티시컬럼비아 대학교의 사라 첸 박사는 덧붙였습니다. "이르면 내년에 1상 임상시험을 계획하고 있습니다."

• 종합적인 회복 전략
  "저희의 목표는 장 장벽을 강화하고, 미생물총을 조절하며, 환자의 기분을 개선하는 동시에 효과를 발휘하는 보충제를 만드는 것입니다."라고 장 웨이 박사는 요약했습니다. "TSP 덕분에 이것이 현실이 되고 있습니다."

잠재 고객

1. 새로운 건강기능식품: TSP가 염증성 장질환(IBD) 환자에게 안전한 식이 보충제가 될 수 있다
2. 정신생물학: 항염 및 항불안 효과를 결합한 효과로 "장-뇌" 장애 치료에 새로운 지평을 열었습니다.
3. 임상 시험: 다음 단계에는 건강한 자원봉사자와 경증 궤양성 대장염 환자를 대상으로 TSP의 안전성과 약동학을 평가하는 것이 포함됩니다.

자연생물학에서 영감을 얻은 이 접근법은 점막 보호, 미생물 조절, 정신 감정 상태 개선을 결합한 포괄적인 염증성 장 질환 치료법을 약속합니다.