MIT, 장의 자가 치유에 도움이 되는 아미노산 발견

MIT 연구진은 흔한 영양소인 시스테인이 장의 자연 치유 과정을 촉진할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 출처: Shutterstock

MIT의 새로운 연구에 따르면 아미노산 시스테인이 풍부한 음식을 섭취하면 소장의 재생과 자가 회복에 도움이 될 수 있다고 합니다. 연구진은 시스테인이 줄기세포가 새로운 장 조직을 성장시키도록 촉진하는 면역 신호 전달 과정을 활성화할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

이러한 재생 능력 향상은 암 치료의 흔한 부작용인 방사선으로 인한 손상을 신체가 치유하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 연구는 쥐를 대상으로 진행되었지만, 과학자들은 인간에게도 유사한 결과가 나타난다면 음식이나 보충제에 함유된 시스테인이 손상 후 장의 빠른 회복을 돕는 새로운 방법을 제시할 수 있을 것이라고 말합니다.

"이 연구는 이러한 환자들에게 시스테인이 풍부한 식단이나 시스테인 보충제를 제공하면 항암 화학요법이나 방사선 치료로 인한 손상을 어느 정도 완화할 수 있음을 시사합니다."라고 MIT 줄기세포 이니셔티브 소장이자 MIT 생물학 부교수이며 MIT 코흐 통합 암 연구소 회원인 오메르 일마즈는 말합니다. "이 연구의 장점은 합성 분자를 사용하지 않고 천연 식이 화합물을 활용한다는 것입니다."

이전 연구에서는 칼로리 제한을 포함한 특정 유형의 식단이 장 줄기세포 기능을 향상시킬 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 그러나 이번 연구는 장의 재생 능력을 직접적으로 향상시키는 단일 영양소를 정확히 규명한 최초의 연구입니다.

일마즈는 최근 네이처(Nature) 에 게재된 이 연구의 수석 저자입니다 . 논문의 주저자는 코흐 연구소 박사후 연구원인 팡타오 치(Fangtao Chi)입니다.

식단과 재생

식단이 건강에 중요한 역할을 한다는 것은 잘 알려진 사실입니다. 고지방 식단은 비만, 당뇨병, 기타 만성 질환의 원인이 될 수 있으며, 저칼로리 식단은 여러 종에서 장수와 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 일마즈 연구실은 다양한 식단 패턴이 줄기세포 재생에 어떤 영향을 미치는지 오랫동안 연구해 왔으며, 고지방 식단과 단기 단식 모두 줄기세포 활동을 각기 다른 방식으로 증진시킬 수 있음을 이미 입증했습니다.

"고당류, 고지방, 저칼로리 식단과 같은 매크로 식단이 건강에 분명한 영향을 미친다는 것은 알고 있습니다. 하지만 세부적인 측면에서는 개별 영양소가 줄기세포 운명 결정, 조직 기능 및 전반적인 조직 건강에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 알려진 바가 훨씬 적습니다."라고 일마즈는 말합니다.

MIT 연구팀은 최근 연구에서 쥐에게 단백질의 구성 요소인 20가지 아미노산 중 하나가 풍부한 식단을 제공했습니다. 그런 다음 각 아미노산이 장내 줄기세포 성장에 어떤 영향을 미치는지 분석했습니다. 시스테인은 가장 강력한 영향을 미쳐 줄기세포와 전구세포(성체 장세포로 발달하는 미성숙 세포)를 모두 크게 증가시켰습니다.

추가 실험 결과, 시스테인은 CD8+ T 세포라고 알려진 면역 세포를 활성화하는 연쇄 반응을 유발하는 것으로 밝혀졌습니다. 장 세포가 음식에서 시스테인을 흡수하면 이를 보조 인자인 CoA로 전환하여 장 점막으로 이동합니다. 그곳에서 CD8+ T 세포는 CoA를 흡수하고, 이는 증식을 촉진하여 IL-22라는 신호 전달 분자를 방출합니다.

IL-22는 장 줄기세포 재생 조절에 중요한 역할을 하지만, 지금까지 과학자들은 CD8 T 세포가 IL-22를 생성할 수 있다는 사실을 알지 못했습니다. IL-22를 분비하는 이 T 세포는 활성화되면 장 내벽이 손상될 때마다 보호하고 복구하는 데 도움을 줍니다.

"여기서 정말 흥미로운 점은 시스테인이 풍부한 사료를 쥐에게 공급하면 일반적으로 IL-22 생성 및 장 줄기세포 조절과 연관되지 않는 면역 세포 집단이 증가한다는 것입니다."라고 일마즈 박사는 말합니다. "시스테인이 풍부한 사료를 섭취하면 IL-22를 생성하는 세포군, 특히 CD8 T 세포 분획이 증가합니다."

이 T 세포들은 장 내벽에 모여 손상에 신속하게 대응할 수 있는 적절한 위치에 위치하는 경향이 있습니다. 연구진은 CD8+ T 세포의 활성화가 주로 소장에서 일어나고, 소화관의 다른 곳에서는 일어나지 않는다는 것을 관찰했는데, 이는 대부분의 식이 단백질이 소장에서 흡수되기 때문일 가능성이 높습니다.

방사선 및 화학 요법 손상 복구

이 연구에서 시스테인이 풍부한 식단을 섭취한 생쥐는 장 내벽의 방사선 손상 복구가 향상된 것으로 나타났습니다. 또한, 미발표 연구에서 연구팀은 동일한 식단이 장 조직에도 손상을 줄 수 있는 대장암과 췌장암 치료에 흔히 사용되는 항암제인 5-플루오로우라실 치료 후 재생에 도움이 된다는 사실을 발견했습니다.

시스테인은 육류, 유제품, 콩류, 견과류 등 단백질이 풍부한 여러 식품에 자연적으로 존재합니다. 신체는 간에서 다른 아미노산인 메티오닌을 전환하여 시스테인을 생성할 수도 있습니다. 그러나 체내에서 생성된 시스테인은 식이 시스테인처럼 장에 농축되는 대신 온몸을 순환합니다.

"시스테인이 풍부한 식단을 섭취하면 장이 시스테인의 많은 양을 가장 먼저 섭취하게 됩니다."라고 치는 말합니다.

항산화제 그 이상

시스테인은 항산화 효과로 오랫동안 알려져 왔지만, 이번 연구는 장 줄기세포 재생에도 도움이 된다는 것을 보여준 최초의 연구입니다. 연구진은 현재 시스테인이 다른 조직의 재생도 촉진할 수 있는지 연구하고 있습니다. 현재 진행 중인 프로젝트 중 하나는 시스테인이 모낭 재성장을 촉진할 수 있는지 여부를 시험하는 것입니다.

또한 그들은 줄기세포 재생과 장 건강에 영향을 줄 수 있는 다른 아미노산에 대한 연구를 계속할 계획입니다.

"저희는 이 아미노산이 소장과 대장에서 세포 운명 결정과 장 건강을 조절하는 방법에 대한 여러 가지 새로운 메커니즘을 발견하게 될 것으로 생각합니다."라고 Yilmaz는 말합니다.

이 연구는 미국 국립보건원, V재단, 캐시 앤 커트 마블 암 연구상, 코흐 연구소-다나-파버/하버드 암센터 브리지 프로젝트, 미국 노화연구연맹, MIT 줄기세포 이니셔티브, 미국 국립암연구소의 코흐 연구소 지원(핵심) 보조금의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251023031625.htm