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Jun 11, 2023

자가포식

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BMC Medicine 21권, 기사 번호: 186(2023) 이 기사 인용

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말초 동맥 질환(PAD)에서 자가포식 및 자가포식 관련 유전자의 역할은 아직 알려져 있지 않으며 진단 및 예후 가치가 있을 수 있습니다. 이 연구의 목적은 자가포식과 PAD 사이의 관계를 조사하고 의료 행위에 대한 잠재적인 진단 또는 예후 바이오마커를 식별하는 것입니다.

PAD에서 차별적으로 발현된 자가포식 관련 유전자는 GSE57691에서 탐색되었으며 정량적 실시간 중합효소 연쇄 반응(qRT-PCR)을 통해 WalkByLab 등록 참가자에서 검증되었습니다. WalkByLab 참가자의 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)의 자가포식 수준은 자가포식 마커 단백질(beclin-1, P62, LC3B)을 분석하여 평가되었습니다. 단일 샘플 유전자 세트 농축 분석(ssGSEA)을 사용하여 PAD 환자와 건강한 사람의 동맥벽 내 면역 미세 환경을 평가했습니다. 참가자의 혈장 내 케모카인을 평가하기 위해 케모카인 항체 어레이와 효소 결합 면역흡착 분석법을 사용했습니다. Gardner 프로토콜을 사용한 런닝머신 테스트는 참가자의 보행 능력을 평가하는 데 사용되었습니다. 통증이 없는 보행거리, 최대 보행거리, 보행시간을 기록하였다. 마지막으로 보행 성능 저하를 예측하기 위해 로지스틱 회귀를 기반으로 한 노모그램 모델을 구축했습니다.

총 20개의 관련 자가포식 관련 유전자가 확인되었으며, 이러한 유전자는 PAD 참가자에서 낮은 수준으로 발현되는 것으로 확인되었습니다. Western blotting은 자가포식 마커 단백질인 beclin-1과 LC3BII의 발현이 PAD 환자의 PBMC에서 유의하게 감소됨을 보여주었습니다. ssGSEA는 대부분의 자가포식 관련 유전자가 면역 기능과 강한 상관관계가 있으며, 가장 많은 수의 관련 유전자가 사이토카인-사이토카인 수용체(CCR) 사이의 상호작용을 나타내는 것으로 나타났습니다. 이러한 맥락에서 케모카인 성장 관련 종양 유전자(GRO)와 호중구 활성화 단백질2(NAP2)는 WalkByLab PAD 환자의 혈장에서 높게 발현되며 Gardner 트레드밀 테스트로 평가한 보행 거리와 유의미한 음의 상관관계가 있었습니다. 마지막으로, 혈장 NAP2 수준(AUC: 0.743)과 파생된 노모그램 모델(AUC: 0.860)은 열악한 보행 능력을 식별할 수 있는 강력한 예측 가능성을 가지고 있습니다.

전반적으로, 이러한 데이터는 PAD에서 자가포식 및 자가포식 관련 유전자의 중요한 역할을 강조하고 이들을 혈관 염증(케모카인의 발현)과 연결시킵니다. 특히, 케모카인 NAP2는 PAD 환자의 보행 능력 장애를 예측하는 데 사용할 수 있는 새로운 바이오마커로 등장했습니다.

동료 검토 보고서

다리에 혈액을 공급하는 동맥의 죽상경화증은 일반적으로 하지 말초 동맥 질환(PAD)으로 분류됩니다. PAD는 흔한 질환이며 관상동맥질환(CAD) 및 뇌졸중에 이어 죽상동맥경화성 심혈관 이환율의 세 번째 주요 원인입니다[1]. 이는 걸을 때 간헐적인 파행으로 나타날 수 있으며, 가장 심각한 형태에서는 심각한 사지 허혈로 나타날 수 있습니다. 사지 허혈은 만성 허혈성 휴식 통증, 하지의 궤양 또는 괴저로 정의되며, 이는 사지 절단의 주요 원인이며 PAD에서 심혈관 사망의 전조이다[1, 2]. 나이, 흡연, 당뇨병, 고혈압, 고콜레스테롤혈증, 앉아서 생활하는 생활 방식 등이 PAD의 주요 위험 요소입니다[3].

자가포식은 다양한 스트레스 요인(예: 산화 스트레스, 저산소증 및 기아)에 반응하는 세포 재활용 과정입니다. 이는 노화, 면역, 발달, 종양 형성, 혈관 질환, 세포 사멸 및 분화를 포함한 여러 가지 기본적인 생물학적 과정에 연루되어 있습니다[4, 5]. 심혈관계에서 자가포식은 생리학적, 병태생리학적 자극에 반응하는 항상성의 핵심 조절자입니다. 세포 소기관의 재활용은 일반적으로 유익한 과정으로 간주되지만, 자가포식 수준이 불충분하거나 과도하면 조기 세포 사멸(세포사멸)이 발생할 수 있습니다[6]. 현재까지 기초 자가포식은 내피 세포와 평활근 세포를 세포 사멸과 혈관 질환, 특히 심부전과 죽상동맥경화증의 발생으로부터 보호하는 데 필수적인 역할을 한다는 증거가 늘어나고 있습니다[5, 7]. 현재 연구에 따르면 자가포식은 심혈관 항상성, 건강 및 노화를 위한 기본 과정이기도 합니다. 우리가 아는 한, 다양한 질병에서 자가포식의 보호 역할에도 불구하고 혈관계에서의 역할은 제대로 이해되지 않았으며 PAD의 맥락에서는 전혀 알려져 있지 않습니다[9]. 잠재적인 자가포식 관련 유전자와 PAD의 자가포식 수준뿐만 아니라 혈관 병태생리학의 관련 분자 과정과의 기능적 연관성을 탐색하고 밝혀내는 것은 질병 위험과 예후를 평가하고 모니터링하기 위한 잠재적인 바이오마커를 제공할 수 있습니다.