솔루블 요산의 생리학적 기능 규명

Core Concepts

솔루블 요산은 CD38을 직접 억제하여 NAD+ 가용성과 선천면역을 조절함으로써 생리학적 기능을 수행한다.

Abstract

이 연구는 솔루블 요산(sUA)이 CD38이라는 직접적인 표적을 가지고 있음을 밝혀냈다. sUA는 CD38의 가수분해 및 cyclase 활성을 비경쟁적으로 억제함으로써 NAD+ 가용성과 선천면역을 조절하는 생리학적 기능을 수행한다.
구체적으로:

sUA는 CD38의 효소 활성을 직접 억제하여 NAD+ 분해를 제한함으로써 NAD+ 가용성을 높인다. 이는 CD38 결손 마우스에서는 관찰되지 않아 CD38 매개적임을 확인하였다.
sUA는 CD38을 통해 지질다당류(LPS) 유도 전신 염증과 MSU 결정 유도 복막염을 억제한다. 이러한 면역 억제 효과는 CD38 결손 마우스에서는 관찰되지 않았다.
sUA의 구조 분석을 통해 1,3-dihydroimidazol-2-one이 CD38 억제에 필수적인 기능기임을 밝혀냈다.

이를 통해 sUA의 생리학적 기능과 분자적 기전을 규명하였으며, 이는 sUA 항상성 이상과 관련된 질병 위험을 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

Stats

사람의 생리적 수준의 sUA(약 120-420 μM)는 CD38의 활성을 완전히 억제할 수 있는 수준이다.
1일간의 sUA 보충은 야생형 마우스에서 전신 혈액 NAD+ 수준을 약간 증가시켰지만, CD38 결손 마우스에서는 효과가 없었다.
1일간의 sUA 보충은 야생형 마우스에서 LPS 유도 전신 염증과 MSU 결정 유도 복막염을 억제하였지만, CD38 결손 마우스에서는 효과가 없었다.

Quotes

"sUA는 CD38을 직접 억제하여 NAD+ 가용성과 선천면역을 조절함으로써 생리학적 기능을 수행한다."
"1,3-dihydroimidazol-2-one이 CD38 억제에 필수적인 기능기이다."

Key Insights Distilled From

Functional identification of soluble uric acid as an endogenous inhibitor of CD38

by Wen,S., Arak... at www.biorxiv.org 06-06-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.03.543541v2

Deeper Inquiries

sUA 수준 이상이 다양한 질병 위험과 연관되는 이유는 무엇일까?

sUA 수준의 변화가 다양한 질병 위험과 연관되는 이유는 여러 가지 요인에 기인합니다. 첫째, sUA가 너무 높거나 낮은 경우, 염증과 관련된 병리학적 상태가 발생할 수 있습니다. 고요산혈증은 결정성 관절염인 통풍과 신장 결석 질환과 관련이 있으며, 낮은 sUA 수준은 심혈관 질환 및 신장 질환과 같은 다른 질병 위험을 증가시킬 수 있습니다. 둘째, sUA는 CD38와 상호 작용하여 NAD+ 분해를 제한하고 과도한 염증을 억제하는데 중요한 역할을 합니다. 따라서 sUA의 정상적인 수준은 염증 및 질병 위험을 줄이는 데 중요합니다.

sUA와 MSU 결정의 상반된 면역 효과는 어떤 분자적 기전에 의한 것일까?

sUA와 MSU 결정의 상반된 면역 효과는 CD38와의 상호 작용을 통해 이루어집니다. sUA는 CD38를 직접 억제하여 NAD+ 분해를 제한하고 염증을 억제하는데 중요한 역할을 합니다. 반면, MSU 결정은 CD38를 활성화시켜 염증을 촉진하는 역할을 합니다. 이러한 상반된 효과는 sUA와 MSU 결정이 CD38를 통해 염증과 면역 반응을 조절하는 다른 메커니즘을 통해 이루어지기 때문에 발생합니다.

sUA가 중추신경계에 미치는 영향과 그 기전은 무엇일까?

sUA가 중추신경계에 미치는 영향은 CD38를 통해 이루어집니다. CD38는 중추신경계에서 중요한 역할을 하는데, sUA는 CD38를 직접 억제하여 NAD+ 분해를 제한하고 염증을 억제하는데 중요한 역할을 합니다. 따라서 sUA가 중추신경계에 미치는 영향은 염증을 억제하고 신경 보호 효과를 제공함으로써 중요한 것으로 나타납니다. 이러한 기전은 sUA와 CD38의 상호 작용을 통해 조절되며, sUA가 중추신경계에서 염증 및 질병 발생을 억제하는데 중요한 역할을 한다는 것을 보여줍니다.