GnAKG가 " 유전자 유도 인자 " 라고 불리는 이유는 강력한 대사 인자인 AKG를 함유하고 있을 뿐만 아니라,
다양하고 효과적인 항노화 성분들을 결합하여 시너지 효과를 내는 복합 구조를 형성하기 때문입니다.
GN akg(하이고)의 주요 성분 중 하나인 알파-케토글루타르산 (akg)은
α-케토글루타르산(영어: α-ketoglutaric acid)의 약자입니다.
알파-케토글루타르산은 세포 내 에너지 생성 회로인 시트르산 회로의 중간체이며, 다양한 대사 경로에서 중요한 역할을 하는 유기 화합물입니다. 특히 아미노산 대사에서 중요한 역할을 하며, 아미노산의 분해 및 합성에 관여합니다. 또한 항산화 작용과 면역 조절 기능도 가지고 있다는 연구 결과가 있습니다.
AKG는 트리카르복실산 회로의 핵심 중간 생성물이며 세포의 에너지 대사에 직접적으로 관여합니다. 나이가 들면서 체내 AKG 수치가 점차 감소하여 세포 활력이 약해지고 노화가 가속화됩니다. AKG를 보충하면 다음과 같은 효과가 있습니다.
• 미토콘드리아 기능 활성화 : 세포 에너지 대사의 효율성을 개선하고 신체에 지속적인 힘을 제공합니다.
• NAD+ 생산 유도 : 장수 유전자의 활동을 증가시키고 유전자 복구를 촉진합니다.
• 콜라겐 합성 촉진 : 피부 탄력을 개선하고 주름을 감소시킵니다.
• 자가포식 활성화 : 노화된 세포와 대사성 폐기물을 제거하고, 세포 건강을 회복합니다.
노화의 원인은 내인성과 외인성으로 분류할 수 있는데 내인성은 유전적 또는 기타 내부 생리적 요인에 의해서만 영향을 받습니다.
외인성 노화는 자외선, 흡연, 대기 오염과 같은 많은 환경적 요인에 의해 발생합니다. 노화에 관련된 DNA 손상,단백질 합성의 점진적 감소,거대 분자의 가교 결합,자가 항원에 대한 면역 체계 공격, 자유 라디칼 유도 손상을 포함하여 여러 가지 다른 메커니즘이 노화에 관여할 수 있습니다.
알파-케토글루타르산(AKG): 노화의 비밀을 푸는 열쇠인가?
나이가 들면서 우리 몸의 세포와 조직은 다양한 유해한 변화를 겪으며, 이는 질병과 사망의 위험을 높입니다. 이러한 노화는 유전적 요인(내인성 노화)과 환경적 요인(외인성 노화)이 복합적으로 작용하여 발생하며, DNA 손상, 단백질 합성 감소, 자유 라디칼 손상 등 다양한 메커니즘이 관여합니다. 최근 과학자들은 노화, 수명, 그리고 건강수명을 조절하는 메커니즘에 대한 연구에 집중하고 있습니다. 특히 흥미로운 대사산물인 **알파-케토글루타르산(AKG)**이 이 분야에서 강력한 잠재력을 보여주고 있습니다.
AKG는 세포 에너지 대사, 아미노산 및 콜라겐 합성, 그리고 후성유전학적 조절에 필수적인 트리카르복실산(TCA) 회로의 핵심 중간 대사산물입니다. 무엇보다 AKG는 물에 잘 녹고 무독성이라는 큰 장점이 있습니다.
여기서는 AKG가 동물 모델과 인간의 노화에 미치는 항노화 효과와 줄기세포 및 암세포에 미치는 다양한 영향, 그리고 잠재적인 응용 분야와 미래 방향에 대해 자세히 알아보겠습니다.
AKG, 동물 모델에서 수명과 건강수명을 연장하다
동물 노화의 가장 뚜렷한 변화는 신체 기능과 생식 능력의 현저한 감소입니다. 놀랍게도 AKG는 여러 동물 모델에서 수명과 건강수명 연장에 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌습니다.
- 선충류 (C. elegans): 8mM의 AKG는 예쁜꼬마선충의 수명을 약 50% 연장하고 연령 관련 표현형을 지연시켰습니다. 흥미롭게도 이는 ATP 합성효소 억제와 관련이 있으며, 식이 제한(DR) 동물의 내인성 AKG 수치 증가가 수명 조절의 핵심임을 시사합니다. 또한 AKG는 항노화 약물로 알려진 메트포르민과 동일한 메커니즘을 통해 노화 방지 효과를 발휘할 수 있음이 확인되었습니다.
- 초파리 (Drosophila melanogaster): AKG는 용량과 성별에 따라 초파리의 수명을 증가시켰습니다. 특히 10mM AKG는 암컷 초파리의 수명을 최대 23%까지 연장했습니다. AKG는 저온 혼수 회복 시간을 개선하고 항산화 능력과 아미노산 합성을 증가시키는 것으로 나타났습니다. 또한 AMPK 신호 전달을 활성화하고 mTOR 경로를 차단하여 수명을 늘리는 데 기여했습니다.
실험실 마우스: 포유류에서 AKG 순환 농도는 노화와 함께 감소합니다. 늙은 쥐에게 AKG를 투여하자 고지방 식이에 따른 포도당 내성이 향상되고 체중과 지방량이 감소했습니다. 특히 AKG의 칼슘염(Ca-AKG)은 염증성 사이토카인 수치를 감소시키고 항염증성 사이토카인인 IL-10을 유도하여 암컷과 수컷 마우스의 수명을 각각 최대 10%와 5%까지 증가시켰습니다.
인간의 노화와 AKG: 무한한 잠재력
AKG는 인간의 식단에서는 직접적으로 얻을 수 없지만, 보충을 통해 섭취할 수 있습니다. 흥미롭게도 인간의 혈장 AKG 수치는 40세에서 80세 사이에 약 10배 감소하는 것으로 알려져 있습니다. AKG 보충은 근육 성장, 상처 치유, 세포 에너지 상태, 면역 및 수술 후 빠른 회복을 촉진하는 등 다양한 질병과 관련된 임상 시험에서 잠재적인 이점을 보였습니다. 최근 연구에서는 AKG가 인간의 피부 수분 공급과 장벽 기능에 유익한 효과가 있음이 입증되었습니다.
AKG, 줄기세포 행동을 조절하다
줄기세포는 우리 몸의 성장, 회복, 재생에 필수적인 미분화 세포입니다. 노화가 진행됨에 따라 줄기세포의 수와 분화능이 감소하여 조직 손상과 다양한 연령 관련 질환을 유발합니다. AKG는 줄기세포의 증식과 분화능 조절에 중요한 역할을 합니다.
- 줄기세포 다능성 유지: AKG는 마우스 배아줄기세포(mECS)와 마우스 유도 다능성 줄기세포(miPSC)와 같은 순수 다능성 줄기세포(PSC)에서 다능성을 유지하는 데 기여합니다. 이는 DNA 및 히스톤 탈메틸화의 중요한 보조 인자로 작용하여 가능해집니다.
- 줄기세포 분화 유도: 순수 PSC에서 다능성 지원 역할을 하는 것과 달리, AKG는 인간 다능성 줄기세포(hPSC)와 같은 프라이밍된 PSC에서 신경외배엽 유도를 포함한 분화를 유도합니다.
줄기세포 재프로그래밍 향상: AKG는 분화된 세포를 PSC로 전환하는 흥미로운 과정인 세포 재프로그래밍을 향상시킵니다. 이는 AKG 수치 증가와 TET 효소 발현 유도를 통해 이루어지는 것으로 추정됩니다.
생식력과 생식 능력을 지원하는 AKG
노화는 생식선, 특히 난소 기능의 점진적인 저하와 관련이 있습니다. AKG는 이러한 생식력 감소를 지연시키고 생식 능력을 지원하는 데 중요한 역할을 합니다.
- 난자 품질 개선: AKG는 효과적인 자유 라디칼 소거제이자 강력한 항산화제로 작용하여 시험관 내 돼지 난모세포에서 활성산소(ROS) 수치를 감소시키고 중요한 세포 내 항산화제인 글루타티온(GSH) 수치를 증가시킵니다. 이는 난모세포의 초기 세포사멸을 억제하고 난자의 품질을 향상시키는 데 기여합니다.
난소 노화 지연: AKG는 마우스의 생식력 감소를 지연시키고 난포와 난자의 양과 질을 증가시키며 텔로미어 유지 시스템을 개선합니다. 이는 AMPK 인산화를 상향 조절하고 mTOR 인산화를 감소시키는 메커니즘을 통해 이루어지는 것으로 알려져 있습니다.
암세포에서 AKG의 역할: 양날의 검?
노화는 암과 같은 노령에 발생하는 여러 질병의 가장 큰 위험 요인 중 하나입니다. AKG는 다양한 암에서 세포 증식, 이동 및 전이를 조절할 수 있습니다.
- 종양 성장 억제: AKG는 췌장관 선암(PDAC)에서 p53과 협력하여 암세포 대사를 재구성하고 종양 세포 적합도를 감소시킵니다. 또한 대장암 세포(CRC)에서 종양 성장을 억제하고 Wnt 신호를 억제하며 세포 분화를 촉진합니다.
- 항암 효과: AKG는 미토콘드리아 네트워크 파괴, 세포사멸 프로그램 활성화 등을 통해 폐암, 유방암, 결장선암, 골육종 등 다양한 암세포를 파괴할 수 있음이 보고되었습니다. 또한 삼중 음성 유방암(TNBC)에서 세포 내 AKG 수치를 높여 종양 세포 성장과 전이를 억제하는 것으로 나타났습니다.
주의할 점: 흥미롭게도 AKG는 일부 암세포에서 주요 에너지원으로 사용될 수 있으며, 특정 메커니즘을 통해 암 발병에 기여할 수도 있습니다. 따라서 암 치료에서 AKG의 역할은 추가 연구를 통해 더 명확하게 밝혀져야 할 부분입니다.
잠재적 응용 분야 및 미래 방향
AKG는 신체에서 자연적으로 발견되고, 물에 용해도가 높으며, 체내에서 완전히 소모되며, AKG 유도체가 세포막을 통과하는 능력이 있다는 점에서 다른 노화 방지 약물에 비해 여러 가지 장점을 가집니다.
- 다양한 질병 치료: AKG는 상처 손상, 위장 질환, 골변성 질환 등 여러 질병의 치료에 활용될 수 있습니다. 피부 재생, 장내 미생물 조절, 신경계 기능 및 골밀도 개선 등 다양한 건강 이점을 제공할 수 있습니다.
- 줄기세포 치료 및 조직 공학: AKG는 줄기세포 증식 및 분화 조절에 활용되어 세포 치료, 신약 개발, 조직 공학과 같은 분야에서 잠재적 응용 가능성을 가지고 있습니다.
- 보조 생식 기술(ART) 개선: AKG는 난자의 질과 양을 향상시키고 난소 예비능을 증가시키며, 노화 관련 불임을 지연시켜 체외 수정(IVF)과 같은 보조 생식 기술의 효율성을 높이는 데 사용될 수 있습니다.
- 대사 장애 조절: AKG는 당뇨병과 같은 대사 장애의 조절자로 작용할 수 있습니다. 라파마이신이 당뇨병과 유사한 상태를 유발할 수 있는 반면, AKG는 포도당 항상성과 당뇨병의 고혈당을 개선하는 데 효과적인 역할을 할 수 있습니다.
하지만 중요한 과제도 남아 있습니다. AKG의 최적 복용량, 형태 및 투여 경로는 아직 불분명하며, 성별에 따라 다른 복용량이 필요할 수 있습니다. 또한 고용량의 AKG 보충제는 혈관 확장을 유발할 수 있는 부작용 가능성도 있습니다.
종합적으로 볼 때, AKG는 발달, 건강, 노화 및 질병 조절에 활용될 수 있는 유망하고 다재다능한 대사산물입니다. 앞으로 더 많은 연구를 통해 AKG의 세포 및 분자 메커니즘과 다양한 효과에 대한 지식이 더욱 깊어질 것입니다. 이러한 연구는 AKG의 임상 적용을 위한 길을 열어 궁극적으로 인간의 수명과 건강수명을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.