l-Theanine prevents carbon tetrachloride-induced liver fibrosis via inhibition of nuclear factor κB and down-regulation of transforming growth factor β and connective tissue growth factor (2015)

https://doi.org/10.1177/0960327115578864

 

해당 논문은 탄소 사염화물(CCl4)로 유도된 간 섬유화 및 손상 모델에서 테아닌의 보호 효과를 검토한 연구이다. 테아닌은 녹차에 포함된 주요 아미노산으로 항산화, 항염증 특성이 알려져 있으며, 이번 연구에서는 염증과 섬유화를 유발하는 핵심 경로인 NF-κB, TGF-β, CTGF를 억제함으로써 간 손상을 예방하는 메커니즘을 확인했다. 실험은 흰쥐 모델을 사용하여 테아닌 보충이 간 손상, 염증, 섬유화를 감소시키는 효과를 보여주었다.

 

주요 내용 요약

1. 간 섬유화 억제 메커니즘

   • NF-κB 억제
     NF-κB는 간 손상과 염증 반응에서 중요한 역할을 하는 전사 인자로, 이 경로의 활성화는 간 섬유화의 주요 원인이다. 테아닌은 NF-κB의 활성화를 억제하여 염증을 유발하는 사이토카인(IL-1β, IL-6)의 발현을 감소시켰다.
   • TGF-β와 CTGF 발현 억제
     TGF-β는 간 섬유화의 핵심 사이토카인으로, ECM(세포외기질)의 과잉 생성을 촉진한다. CTGF는 TGF-β 신호 전달을 증폭시키는 보조인자로, 테아닌은 이 두 물질의 발현을 억제하여 섬유화 진행을 차단했다.
   • MMP-13 활성화
     MMP-13은 섬유화된 간 조직에서 ECM을 분해하는 역할을 한다. 테아닌은 MMP-13의 활성화를 촉진하여 섬유화 조직의 분해를 유도했다.

2. 산화 스트레스 완화

   • 산화적 손상 감소
     테아닌은 CCl4로 인해 증가한 말론디알데하이드(MDA) 수치를 낮추고, 산화 스트레스를 완화시켰다.
   • GSH/GSSG 비율 회복
     글루타티온(GSH)은 간에서 주요 항산화제로 작용하는데, CCl4는 GSH를 감소시키고, 글루타티온 디설파이드(GSSG)를 증가시킨다. 테아닌은 GSH/GSSG 비율을 정상 수준으로 회복시켜 간세포 손상을 방지했다.

3. 염증 억제 효과

   • 염증성 사이토카인 감소
     IL-1β, IL-6과 같은 염증을 유발하는 사이토카인의 발현이 테아닌 처리군에서 유의미하게 감소했다.
   • 항염증 사이토카인 증가
     항염증 작용을 하는 IL-10의 발현이 증가하여, 염증 반응을 효과적으로 억제했다.

 

연구 방법

1. 연구 대상 및 실험군 구성

   • 대상: 3주령 수컷 Wistar 쥐
   • 실험군
     1. 대조군(Control): CCl4 및 테아닌 처리 없이 정상 상태 유지
     2. CCl4 처리군: CCl4(0.4 g/kg, 주 3회, 8주간) 처리로 간 섬유화 유발
     3. CCl4 + 테아닌 처리군: CCl4와 함께 테아닌(8.0 mg/kg) 처리
     4. 테아닌 단독 처리군: 테아닌(8.0 mg/kg)만 투여

2. 처리 방법

   • CCl4: 주사로 투여하여 간 손상 및 섬유화 유도
   • 테아닌: 음용수에 용해하여 쥐가 자유롭게 섭취하도록 제공

3. 간 손상 및 섬유화 측정

   • 혈액 검사: Alanine aminotransferase (ALT)와 γ-Glutamyl transferase (γ-GTP) 활성도 분석
   • 산화 스트레스 측정: 간 조직의 말론디알데하이드(MDA) 수치 및 글루타티온(GSH/GSSG) 비율 측정
   • 염증 및 섬유화 관련 물질 측정: NF-κB, TGF-β, CTGF 단백질 및 mRNA 발현 수준 평가 (Western blot, RT-PCR)
   • 조직학적 분석: 간 조직의 섬유화 정도를 Masson의 삼색 염색 및 히말라얀-에오신 염색법으로 관찰

4. 데이터 분석

   • 통계적 분석: ANOVA와 Tukey’s post-hoc test 사용

 

 

그래프 설명

1. ALT Activity (mmol/L/min)

   • ALT는 간 손상의 지표로 사용된다.
     • CCl4 처리군에서 ALT 활성도가 대조군보다 약 3배 증가했음을 보여준다.
     • 테아닌 병용 처리군에서 ALT 활성도가 유의미하게 감소하여 간 손상 억제 효과를 확인할 수 있다.

2. GGT Activity (mmol/L/min)

   • GGT는 간세포 기능 이상과 관련된 효소이다.
     • CCl4 처리로 GGT가 증가했으나, 테아닌 병용 처리로 GGT 수치가 대조군 수준으로 회복되었다.
     • 이는 테아닌이 간세포 손상을 예방하거나 회복시키는 데 기여했음을 나타낸다.

3. MDA Levels (nmol/g tissue)

   • MDA는 산화 스트레스의 지표로, 높은 수치는 조직 손상을 나타낸다.
     • CCl4 처리군에서 MDA 수치가 대조군 대비 3배 증가했다.
     • 테아닌 병용 처리군에서 MDA 수치가 절반 이하로 감소하여 산화 스트레스 억제 효과를 보여준다.

4. Collagen Content (µg/mg)

   • 간 섬유화는 콜라겐 축적을 통해 평가된다.
     • CCl4 처리군에서 콜라겐 함량이 대조군보다 약 6배 증가했다.
     • 테아닌 병용 처리군에서 콜라겐 함량이 감소하여 간 섬유화 억제 효과를 확인할 수 있다.

 

연구 결과

1. 간 손상 억제 효과

   • ALT 활성도 감소
     • CCl4 처리군에서 ALT 수치가 대조군 대비 약 3배 증가 (27.07 ± 2.77 → 79.52 ± 2.29 mmol/L/min)
     • 테아닌 병용 처리군에서 ALT가 유의미하게 감소 (69.86 ± 2.05 mmol/L/min)
   • γ-GTP 활성도 감소
     • CCl4 처리군에서 γ-GTP 수치가 증가 (9.98 ± 1.45 → 11.29 ± 0.70 mmol/L/min)
     • 테아닌 병용 처리로 γ-GTP가 정상 수준에 근접 (7.75 ± 0.26 mmol/L/min)

2. 간 섬유화 억제

   • 콜라겐 축적 감소
     • CCl4 처리군에서 하이드록시프롤린 함량이 대조군 대비 약 6배 증가
     • 테아닌 처리 시 콜라겐 축적이 대조군 수준에 가깝게 감소 (p < 0.05)
   • 조직학적 개선
     • Masson의 삼색 염색 결과, CCl4 처리군에서 두꺼운 섬유화 조직이 확인됨
     • 테아닌 병용 처리군에서 섬유화 조직이 감소하고 간 조직이 정상에 가까운 구조로 회복

3. 산화 스트레스 완화

   • MDA 수치 감소: CCl4 처리군에서 간 조직의 MDA 수치가 증가했으나, 테아닌이 이를 유의미하게 억제
   • 글루타티온 수준 회복: CCl4 처리군에서 GSH/GSSG 비율이 감소했으나, 테아닌이 이를 정상 수준으로 회복

4. 염증 억제 효과

   • 염증성 사이토카인 감소: CCl4 처리로 증가한 IL-1β와 IL-6 발현이 테아닌 병용 처리군에서 유의미하게 감소
   • 항염증 사이토카인 증가: 테아닌은 항염증 작용을 하는 IL-10의 발현을 유의미하게 증가시킴

5. 섬유화 신호 억제

   • NF-κB 억제: CCl4로 인해 증가한 NF-κB(p65)의 발현이 테아닌 처리군에서 유의미하게 감소
   • TGF-β와 CTGF 발현 감소: TGF-β와 CTGF의 단백질 및 mRNA 발현이 테아닌 처리로 유의미하게 억제됨

6. ECM 분해 효소 활성화

   • MMP-13 활성 증가: CCl4 처리군에서 MMP-13의 활성형 수준이 증가했고, 테아닌 처리로 이 수준이 더욱 증가하여 ECM 분해를 촉진

7. 조직 회복

   • 간 조직의 정상화
     • CCl4 처리군에서 섬유화 및 손상된 조직이 테아닌 병용 처리군에서 복구됨
     • 대조군과 유사한 간세포 구조가 테아닌 병용 처리군에서 관찰됨

 

연구 결론

테아닌은 NF-κB 경로 억제, 산화 스트레스 감소, 섬유화 유발 물질 억제를 통해 간 섬유화 및 손상을 예방하는 강력한 보호 효과를 나타낸다. 간 건강 유지 및 개선을 목표로 하는 사람들에게 테아닌 섭취는 실질적인 도움이 될 수 있다. 이 연구는 테아닌이 간 보호를 위한 잠재적 보충제로 활용될 수 있음을 시사한다.

 

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