산화 스트레스 및 염증에 대한 옥시토신

NSW(Naval Special Warfare) 운영자는 다양한 극한 환경 조건과 극심한 신체적 요구에 노출되어 있습니다. 수심에서 고압 및 고산소 가스를 흡입하는 것 외에도 장기간 찬 물에 잠기는 것과 지속적인 신체 활동으로 인한 부적절한 회복은 개인과 팀의 성과에 부정적인 영향을 미칩니다. 이러한 극한 조건의 영향을 완화하고 물리적 복구를 지원할 수 있는 생명 공학은 NSW 운영 커뮤니티에 대한 중요한 미충족 요구를 나타냅니다.

옥시토신(OT)은 뇌에서 국소적으로 그리고 골격근과 다수의 말초 표적을 포함하여 말초적으로 광범위한 작용을 합니다. OT는 급성 심혈관 스트레스 반응을 약화시킬 수 있는 반면, 만성 OT 노출은 항염증 효과 및 미토콘드리아 산화 스트레스의 약화를 통해 CVD 및 기타 만성 질환의 위험을 감소시킬 수 있습니다. 이러한 효과는 자가분비 방식으로 작용할 가능성이 있는 말초 조직에서 OT의 국소 발현과 함께 말초 조직에서 옥시토신 수용체의 풍부한 발현을 고려할 때 고전적인 리간드-수용체 활성화에 의해 매개될 수 있습니다. 비강내 투여를 통한 외인성 OT는 FDA Investigational New Drug(IND) 승인을 받았으며 말초 조직에 대한 작용을 증가시킬 수 있는 순환 OT 농도를 증가시키는 쉽고 안전한 방법으로 입증되었습니다.

전신 대사, 열 발생, 스트레스 반응, 통증, 기분, 염증, 식욕, 혈당 조절, 골격 항상성, 골격근 복구 및 재생에 대한 OT의 다발성 효과로 인해 혜택을 위한 외인성 OT 투여에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 인간의 건강, 성능 및 탄력성에 영향을 미칩니다. 그러나 OT가 조직 특이적 효과(예: 골격근)를 발휘하는 생물학적 메커니즘은 특히 인간에서 잘 이해되지 않고 있습니다.

이 프로젝트는 비강내 투여된 OT가 전신 및 골격근 산화 스트레스와 저항 수영 운동 및 고산소증의 결합된 스트레스 요인에 의해 유발된 염증을 약화시킨다는 중심 가설을 테스트하면서 이러한 이해를 크게 발전시키도록 설계되었습니다. 효능이 입증되면 궁극적인 산출물은 수중 전투원의 성능과 회복력을 향상시킬 것으로 예상되는 쉽게 투여할 수 있는 부가적인 생물학적 치료법이 될 것입니다. 계획된 프로젝트는 인간의 성과와 탄력성을 향상시키기 위해 생명공학 개발에 초점을 맞춘 현재 IHMC 연구를 확장할 것입니다. 중심 가설은 두 가지 특정 목표를 통해 테스트될 것입니다. 엄격한 이중 맹검, 위약 대조, 세척 설계를 활용하는 무작위 시험을 사용하여 N=40 18-39세 남성을 등록합니다.

특정 목표 1. 강도 높은 저항 수영 운동과 고산소증의 조합된 스트레스 요인에 의해 유발된 전신 및 골격근 산화 스트레스와 염증을 약화시키는 비강 내 OT의 효능을 조사합니다. 참가자는 48 IU 비강내 OT 대 위약(식염수)에 1:1 분포로 무작위로 배정됩니다. 연구자들은 48시간에 걸친 회복 시간 경과와 함께 성능에 대한 하루 4회(QID) 비강 내 치료의 효과와 고산소 상태에서 저항 수영에 대한 급성 염증 및 산화 스트레스 반응을 테스트할 것입니다. 혈액 및 근육 산화 스트레스를 평가하기 위해 연구자들은 산화 스트레스 유발 DNA 손상, 단백질 카르보닐화 및 지질 과산화의 마커와 함께 항산화 효소를 측정합니다. 전신 염증은 7중 혈청 사이토카인 어레이를 통해 평가되고 근육 염증은 TNF-α 및 IL-6 신호 경로를 통해 평가됩니다.

특정 목표 2. 입증된 분자 매핑 전략을 활용하여 회복 48시간 동안 전신 및 근육 산화 스트레스와 염증에 대한 비강 내 OT의 영향을 유발할 가능성이 있는 주요 분자 변환기를 식별합니다. 외인성 OT가 그 효과를 발휘하는 메커니즘에 대한 데이터가 부족하기 때문에 연구자들은 고산소 상태에서 집중적인 저항 수영 운동에서 회복하는 동안 OT와 위약에 의해 차등적으로 조절되는 새로운 분자 네트워크 및 경로를 식별하기 위한 발견 접근법을 취할 것입니다. 이를 달성하기 위해 연구자들은 대사체학, 트랜스크립토믹스(혈장과 근육의 길고 작은 RNA 시퀀싱 모두), 순환하는 세포외 소포(EV)의 miRNA 시퀀싱의 데이터를 통합하는 다단계 모델링을 수행할 것입니다.

비강 내 OT가 효능을 입증하는 경우, 산출물은 산화 스트레스를 완화하고 고산소 상태에서 저항 수영 중 성능과 회복을 향상시키는 보조 생물학적 치료법이 될 것입니다.