천연 물질 캡사이신이 에탄올 유발 위점막 산화 손상을 억제하는 새로운 NRF2 작용제로 작용하여 KEAP1-NRF2 상호작용을 직접 방해한다

Core Concepts

캡사이신은 KEAP1과의 비공유 결합을 통해 KEAP1-NRF2 상호작용을 직접 방해하여 NRF2 신호 경로를 활성화하고, 이를 통해 에탄올 유발 위점막 산화 손상을 억제한다.

Abstract

이 연구에서는 천연 물질 캡사이신이 NRF2 신호 경로를 활성화하여 에탄올 유발 위점막 산화 손상을 억제하는 기전을 규명하였다.
먼저 in vitro 실험에서 캡사이신이 GES-1 세포의 ROS 수준을 감소시키고 NRF2 및 그 표적 유전자들의 발현을 증가시킴을 확인하였다. 이는 캡사이신이 KEAP1과 직접 결합하여 KEAP1-NRF2 상호작용을 방해함으로써 NRF2 신호 경로를 활성화하는 것으로 나타났다.
이어서 in vivo 실험에서 캡사이신 나노입자(IR-HSA@CAP)가 에탄올 유발 위점막 손상을 효과적으로 억제하고 NRF2 및 그 표적 유전자들의 발현을 증가시킴을 확인하였다. 또한 염증 반응도 억제하는 것으로 나타났다.
종합적으로 이 연구는 캡사이신이 KEAP1과의 비공유 결합을 통해 NRF2 신호 경로를 활성화하여 산화 스트레스 관련 질환 치료에 활용될 수 있는 새로운 NRF2 작용제임을 제시하였다.

Stats

에탄올 처리 시 GES-1 세포의 ROS 수준이 83.1±3.59%로 증가하였으나, 캡사이신 처리 시 48.9±5.55%로 감소하였다.
에탄올 투여 후 위점막 조직의 MDA 수준이 증가하였으나, 캡사이신 나노입자 투여 시 72.82% 감소하였다.
에탄올 투여 후 위점막 조직의 Nrf2, HO-1, Trx 단백질 발현이 증가하였으며, 캡사이신 나노입자 투여 시 더 큰 증가를 보였다.

Quotes

"캡사이신은 KEAP1과의 비공유 결합을 통해 KEAP1-NRF2 상호작용을 직접 방해하여 NRF2 신호 경로를 활성화한다."
"캡사이신 나노입자는 에탄올 유발 위점막 손상을 효과적으로 억제하고 NRF2 및 그 표적 유전자들의 발현을 증가시킨다."

Key Insights Distilled From

Capsaicin acts as a novel NRF2 agonist to suppress ethanol induced gastric mucosa oxidative damage by directly disrupting the KEAP1-NRF2 interaction

by Gao,X., Zhan... at www.biorxiv.org 01-07-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.06.574490v4

Deeper Inquiries

캡사이신의 항암 효과와 항산화 효과 사이의 상관관계는 어떠한가?

캡사이신은 항암 효과와 항산화 효과 사이에 밀접한 상관관계를 가지고 있습니다. 캡사이신은 NRF2를 활성화시켜 산화 스트레스를 완화하고, 이는 항암 효과를 갖는 NRF2의 downstream 유전자들의 발현을 촉진합니다. NRF2는 산화 스트레스로부터 세포를 보호하고 세포의 항산화 능력을 강화하는 역할을 합니다. 따라서, 캡사이신은 NRF2를 통해 항산화 효과를 통해 항암 효과를 발휘할 수 있습니다.

KEAP1 이외의 다른 표적을 통해 캡사이신이 NRF2 신호 경로를 조절할 수 있는 가능성은 없는가?

캡사이신은 KEAP1-NRF2 상호작용을 통해 NRF2를 활성화시키는 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 KEAP1 이외의 다른 표적을 통해 NRF2 신호 경로를 조절할 수 있는 가능성은 배제할 수는 없습니다. 캡사이신이 NRF2를 활성화시키는 다른 경로나 표적이 존재할 수 있으며, 이를 통해 NRF2 신호 경로를 보다 효과적으로 조절할 수 있는 가능성이 있습니다. 따라서, 더 많은 연구가 필요하며, 캡사이신의 NRF2 활성화 메커니즘을 더 깊이 파악할 필요가 있습니다.

캡사이신의 위점막 보호 효과를 극대화하기 위한 투여 방법 및 투여량 최적화 연구가 필요할 것으로 보인다.

캡사이신의 위점막 보호 효과를 극대화하기 위해서는 효과적인 투여 방법과 적절한 투여량을 찾는 연구가 필요합니다. 나아가, 나노입자를 이용한 효율적인 투여 방법과 적절한 농도의 캡사이신을 포함하는 나노입자의 최적화 연구가 중요합니다. 또한, 캡사이신의 위점막 보호 효과를 극대화하기 위해서는 투여 시기와 효과적인 투여 빈도에 대한 연구도 필요합니다. 이러한 연구들을 통해 캡사이신의 위점막 보호 효과를 극대화하는 최적의 투여 방법과 투여량을 찾을 수 있을 것으로 기대됩니다.