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미토콘드리아, 면역 및 스포츠: 연령 관련 비만에 맞서기 위한 새로운 목표
최근 리뷰 : 09.08.2025
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미국 국립 심장, 폐, 혈액 연구소(NHLBI, NIH)의 과학자들, 진 마, 애니 손, 율림 손, 핑위안 왕, 폴 황은 Trends in Endocrinology & Metabolism 에 골격근이 운동에 적응하고 비만과 노화에 대한 대사 저항력을 얻는 데 있어 미토콘드리아 선천 면역 신호가 중요한 역할을 한다는 증거를 요약한 논문을 발표했습니다.
문제
전통적으로 운동 후 나타나는 염증 반응은 근육 미세 손상의 "부작용"으로 여겨져 왔습니다. 그러나 점점 더 많은 증거에 따르면, 조절된 면역 반응이 근육 대사 프로그램 재건에 중요합니다. 면역 반응은 지방 저장량을 줄이고, 인슐린 민감도를 개선하며, 스트레스에 대한 세포 저항력을 강화합니다.
CGAS–STING–NF-κB 백본
CHCHD4 및 TRIAP1 감소
규칙적인 운동을 하면 미토콘드리아 항상성에 관여하는 두 가지 단백질인 CHCHD4와 TRIAP1의 수치가 골격근 미토콘드리아에서 감소합니다.
CGAS-STING 활성화
이러한 단백질이 결핍되면 미토콘드리아 DNA가 세포질로 "누출"되고, 이는 cGAS(순환 GMP-AMP 합성효소) 센서에 의해 인식됩니다.
CGAS는 두 번째 전달물질인 cGAMP를 생성하는데, 이는 내질망의 STING 어댑터를 활성화합니다.
NF-κB 경로 포함
STING 의존성 키나제 계단은 미토콘드리아 생합성, 혈관신생 및 항산화 보호를 담당하는 유전자의 발현을 조절하는 전사 인자 NF-κB를 촉발합니다.
생물학적 효과
훈련에 대한 적응
새로운 미토콘드리아와 모세혈관 네트워크의 형성이 촉진되고, 근육의 유산소 능력이 향상됩니다.
대사 저항
CHCHD4 염색체 불충분증이 있는 돌연변이 생쥐는 고칼로리 식단에도 불구하고 노년기에 비만으로부터 보호되었습니다.
세포 회복력
항산화 효소와 샤페론(Hsp70, MnSOD)의 유전자가 활성화되면 산화 및 열 스트레스에 대한 저항력이 증가합니다.
저자의 진술
진 마 박사는 "우리는 선천 면역의 미토콘드리아 센서가 단순히 염증을 매개하는 것이 아니라 운동에 대한 핵심 대사 적응을 촉진한다는 증거를 처음으로 수집했습니다."라고 말했습니다.
폴 황 박사는 "근육의 cGAS-STING 경로를 표적으로 삼는 것은 운동이 불가능한 환자에게 운동의 이점을 제공할 수 있는 '분자 운동'을 개발하는 데 유망한 길입니다."라고 덧붙였습니다.
방송 전망
- 운동 모방제: 소분자 STING 작용제나 CHCHD4/TRIAP1 조절제는 운동 효과를 모방할 수 있습니다.
- 대사 질환 치료. 이 축의 활성화는 노인 비만, 제2형 당뇨병, 그리고 근감소증 치료에 새로운 전략이 될 수 있습니다.
- 회복력 향상. 미토콘드리아 회복력 강화는 부상 및 수술 후 재활을 가속화합니다.
이 연구는 미토콘드리아와 선천 면역의 이중적 특성을 강조합니다. 병원균으로부터 보호하는 것 외에도, 이 둘은 신체 활동을 대사 건강과 스트레스 회복력에 연결하는 신호 전달 허브 역할을 합니다.