세포사인 세포괴사는 환경 변화에 따른 세포의 사멸로서, 이는 세포 팽창 및 이온 농도 변화 등의 외적 요인에 의해 발생한다. 반면 세포사멸은 능동적이며, 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 방출, caspase cascade 활성화, DNA 절단, 염색질 농축, 세포사멸체 형성 등의 형태학적 특징을 동반한다. 본 연구에서는 cordycepin이 caspase 의존적 외인성 및 내인성 경로를 활성화하면서 미토콘드 리아 기능 손상을 초래하는 것이 확인되었으며, 이는 PI3K-Akt 신호 전달 경로의 억제와 관련이 있다. cordycepin의 자가포식 유도에 대한 자세한 연구는 아직 부족한 상태이지만, 이에 대한 포괄적인 이해는 cordycepin의 건강 증진 효과, 특히 근감소증과 같은 질환에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것으로 기대된다.
<h2>근육세포의 사멸</h2> <p>세포사멸은 모든 살아있는 유기체의 기본적 생리과정으로 해당 세포가 준비된 프로그램에 따라 능동적으로 자살하는 과정이다. 수동적 세포사인 세포괴사(nec-rosis)는 세포환경의 급격한 변화로 세포 팽창과 이온 농도 변화 등의 외적 요인에 의한 세포의 죽음이며, 이와 달리 세포사멸은 능동적이며 자발적인 세포의 사멸기전으로 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 의 방출 과 caspase cascade의 활성, DNA의 절단과 염색질 농축 (chromatin condensation) 및 세포사멸체(apoptotic body) 형성과 같은 형태학적 특징을 동반한다. 고령층에서 관찰되는 근육세포의 세포사멸 가속화 원인으로 만성염증, 산화적 스트레스, 인슐린 저항성, 활동 저하 등이 알려져 있으나 여전히 분자생물학적 기전은 명확히 밝혀져 있지 않다. 그리고 다핵세포인 근육세포의 세포사멸은 근핵 세포자멸사(myonuclear apoptosis)의 특징으로 세포가 사멸하지 않은 상태에서 근육세포 핵들이 응축되고, 7 그수가 감소되는 것을 특징으로 한다. 본 연구실의 선행 결 과에 의하면, cordycepin은 세포사멸의 caspase 의존적 외 인성 및 내인성 경로를 동시에 활성화시키면서 미토콘드리아 기능 손상을 초래하였고, 이는 PI3K-Akt 신호 전달 경로의 억제와 연관성이 있었다. 이 결과는 Li et al. 및 Liu et al. 이 보고한 cordycepin의 항암 활성 효능을 잘 지지해준다. 자가포식의 조절 장애는 암 및 뉴런, 면역 및 신장 질환과 관련이 있지만, cordycepin의 자가 포식 유도에 관한 검토가 자세히 이루어진 적은 아직 없는 실정이다. 따라서 자가포식 유도 기전에 대한 포괄적인 이해는 근감소증을 포함한 cordycepin의 건강 증진 효과에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것이다.</p> <h2>근육세포의 만성 염증</h2> <p>노화로 인한 근육 양의 감소는 기초 대사량과 신체 활동량의 저하로 총 에너지 소비의 감소와 내장 비만 등을 초래하게 된다. Narici et al. 은 낮은 신체 활동수준이 근육세포의 사멸을 증가시키고, 근육세포에 대한 물리적인 자극 감수성을 감소시켜 근섬유의 수와 크기의 감소 시키는데 영향을 주는 요소가 될 수 있다고 하였다. 노화에 따른 근감소증은 신체 활동의 감소로 이어지며, 이렇게 낮아진 신체 활동의 수준은 근감소증을 더욱 악화시키게 된다. 낮은 근육 양과 신체 활동의 저하는 서로 악 순환되며 총 에너지 소비량의 감소를 유발하여 근감소성 비만 (sarcopenic obesity)의 원인이 된다. 이러한 근감소 성 비만은 tumor necrosis factor alpha (TNF- \( \alpha \) ), interleukin 비를 증가시켜 근원섬유 단백질(myofibrillar protein)의 분해를 촉진하고 단백질 합성을 감소시켜 근육감소의 직접 적인 원인으로 작용한다. Park et al. 은 마우스 근 아세포(myoblast)에서 dexamethasone은 ubiquitin-protea-some 경로를 통하여 단백질 분해를 증가시키고 이와 관련 된 muscle specific ubiquitin ligases인 muscle atrophy F-box (MAFbx/atrogin-1) 및 muscle RING finger 1 (MuRF1)의 발현 증가와 함께 근육 특이 전사인자인 myogenin 및 myo-genic differentiation factor D (MyoD) 의 발현 감소와 관련이 있다는 것을 보고하였다. 또한 당뇨병, 암, 심부전, AIDS 및 패혈증 등의 병리적 상태에서 유발되는 산화적 스트레스는 골격근의 위축과 관련이 있다. 이러한 산화적 스트레스는 ROS 생성을 통하여 단백질 분해 촉진 및 my-osin 발현의 억제를 유발하게 되고, 최종적으로 근위축을 일으키는 것으로 보고되고 있다. 많은 선행 결과 들에 의하면, cordycepin은 강력한 항산화, 면역 증강 및 항염증 효능 등이 있는 것으로 보고되어지고 있다. 본 연구실에서도 BV2 소교세포 (microglial cells)에서 cordycepin이 산화적 스트레스성 염 증인자인 nitric oxide (NO) 및 prostaglandin E2 (PGE2)와 염증성 사이토카인인 TNF- \( \alpha \) 및 IL-1 \( \beta \) 의 생성 감소 효과가 있음을 보고한 바 있다. 비록 근위축 및 근감소증의 병리상태에서 cordycepin 효능에 대한 연구는 미비한 수준이지만 cordycepin의 항염증, 항산화, 항종양 및 항노화 활 성은 근위축 및 근감소증 예방 및 치료적 적용에 활용성 이 매우 높을 것으로 예측할 수 있다(Fig. 3).</p>