SuppleFact - 크롬 피콜리네이트가 당뇨병 유발 동맥경화를 억제하는 효과와 작용 기전

Oral chromium picolinate impedes hyperglycemia-induced atherosclerosis and inhibits proatherogenic protein TSP-1 expression in STZ-induced type 1 diabetic ApoE-/- mice (2017)

https://doi.org/10.1038/srep45279

해당 논문은 크롬 피콜리네이트(CrP)의 경구 섭취가 고혈당으로 인해 발생하는 동맥경화증을 효과적으로 억제할 수 있는지, 그리고 이러한 효과가 동맥경화 유발 단백질인 TSP-1(Thrombospondin-1)의 발현 억제를 통해 나타나는지 규명한 연구이다. 1형 당뇨병을 유도한 ApoE−/− 쥐 모델을 대상으로 수행되었으며, CrP가 대사적, 분자적 수준에서 동맥경화 병변의 진행을 어떻게 막는지 상세히 조사했다.

연구 배경

동맥경화와 당뇨병의 연관성
- 당뇨병 환자는 동맥경화와 같은 혈관 질환 발생 위험이 2~4배 증가하며, 이는 당뇨병 사망 원인의 약 80%를 차지
- 고혈당은 동맥 내막-중막 두께(IMT) 증가와 같은 초기 동맥경화 지표와 밀접히 연관됨
TSP-1의 역할
- TSP-1은 혈관 평활근 세포(VSMC)의 증식을 촉진하고, 혈관 내피세포의 사멸을 유도하며, 동맥경화 병변을 악화시키는 주요 단백질로 알려짐
- 고혈당 상태에서 TSP-1 발현이 증가하며, 이는 동맥경화 진행의 중심 기전으로 작용
크롬 피콜리네이트(CrP)의 대사 조절 효과
- CrP는 탄수화물과 지질 대사를 개선하며, 염증 반응과 산화 스트레스를 줄이는 것으로 알려짐
- 본 연구에서는 CrP가 TSP-1 억제를 통해 동맥경화 병변 형성을 억제할 수 있는지 확인

연구 결과

1. CrP의 동맥경화 병변 억제 효과

고혈당 상태의 ApoE−/− 쥐에서 CrP를 투여한 결과
- 병변 크기 감소: CrP는 고혈당으로 인한 동맥경화 병변 크기를 약 62.6% 감소
- 내막-중막 두께 억제: 내막-중막 두께가 약 30% 줄어들며 병변 진행이 완화됨
- 초음파 검사 확인: 고혈당 쥐에서 관찰된 혈관 직경 감소가 CrP 투여 후 완전히 회복

2. 염증 반응과 세포 증식 감소

CrP는 병변 내 염증 세포(대식세포 및 백혈구)의 침투를 약 54~64% 감소시킴
평활근 세포의 증식을 억제하며, 세포 증식 마커 PCNA 발현이 약 80% 감소

3. TSP-1 발현 억제

CrP는 TSP-1 발현을 약 76.7% 억제
TSP-1 유전자 결핍(ApoE−/−/TSP-1−/−) 쥐에서 유사한 병변 억제 효과를 확인하여 CrP의 작용 기전을 뒷받침

4. 평활근 세포의 상태 전환 방지

CrP는 평활근 세포가 병적 합성 상태(Synthetic)로 전환되는 것을 억제
합성 마커인 비멘틴(vimentin) 발현을 감소시키고, 수축성 마커(SM-MHC)를 증가시킴

5. 단백질 O-글리코실화 억제

CrP는 고혈당 상태에서 과도하게 증가하는 단백질 O-글리코실화를 억제
이는 TSP-1 발현 억제 및 병변 진행 억제와 연관

그래프 설명

Lesion Area Reduction
- 병변 크기를 비교한 그래프로, CrP를 투여한 그룹(STZ + CrP)에서 병변 크기가 현저히 감소했음을 보여준다.
Intima-Media Thickness
- 내막-중막 두께를 나타낸 그래프로, STZ 처리로 두께가 증가했으나 CrP로 억제된 것을 볼 수 있다.
Inflammatory Cell Infiltration
- 염증 세포 침투를 측정한 그래프로, CrP가 염증 세포 침투를 크게 감소시켰음을 보여준다.
Proliferation Marker (PCNA)
- 세포 증식 마커를 나타내며, CrP로 인해 증식이 유의미하게 억제된 것을 나타낸다.

연구 결론

크롬 피콜리네이트는 고혈당 환경에서 동맥경화 병변 크기를 줄이고, 내막-중막 두께와 염증 세포 축적을 억제했다. TSP-1 발현 억제와 평활근 세포의 상태 전환 조절이 이러한 보호 효과의 핵심 기전으로 작용했다. 연구는 CrP가 동맥경화 예방 및 당뇨병성 혈관 합병증 치료제로 활용될 가능성을 제시했다.

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크롬 피콜리네이트가 당뇨병 유발 동맥경화를 억제하는 효과와 작용 기전

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