조산아로 태어난 젊은 성인의 열악한 유산소 운동 훈련 가능성의 미토콘드리아 DNA 서명

매우 조산아로 태어난 젊은 성인(VPTB, 재태 기간 32주 이하)은 유산소 운동 훈련(AET)에 대한 반응이 손상되어 종종 AET 이후 유산소 능력(VO2max)에 변화가 없는 것이 특징입니다. 이는 생애 초기에 증가된 심혈관 질환 위험을 상쇄할 수 있는 AET의 잠재력을 감소시킵니다. VPTB의 열악한 훈련 가능성은 알려진 미토콘드리아 기능 장애와 관련이 있으며, 이는 조기 출산과 함께 둔화된 미토콘드리아 성숙으로 인해 발생하는 것으로 생각됩니다. 현재 이 집단의 VO2max 훈련 가능성을 향상시킬 수 있는 치료법은 없습니다.

인간과 생쥐를 대상으로 한 우리 연구실의 데이터는 미토콘드리아 DNA(mtDNA) 변종과 기타 미토콘드리아 게놈 측면이 VO2max 훈련 가능성에 역할을 한다는 것을 보여줍니다. 인간의 경우, 연구자들은 AET 이후 VO2max가 가장 크게 증가한 개인이 미토콘드리아 이종질병(mtDNA를 통한 서열의 변화) 발생이 더 높다는 것을 발견했습니다. 대조적으로, VO2max의 변화가 거의 또는 전혀 없는 사람들에서는 이질성(heteroplasmy)이 감소했습니다. 이종질체의 감소는 더 높은 mtDNA 병변과 상관관계가 있었으며, 이는 운동이 이들 개인의 미토콘드리아에 과도한 산화 스트레스를 가하고 있음을 시사합니다. 연구자들은 또한 훈련 가능성이 낮은 사람들에게서 13개의 mtDNA 변이체를 확인했는데, 이는 아마도 운동 훈련 후 낮은 이질질 반응과 관련이 있을 수 있습니다. 이러한 데이터는 AET에 대한 mtDNA 이형질 반응을 특징으로 하는 유전적 다양성이 AET에 대한 VO2max의 적응성을 결정하는 중요한 요소임을 나타냅니다. 현재까지 VPTB 미토콘드리아 게놈은 특성화되지 않았습니다. mtDNA가 모계로 유전된다는 점을 고려하면, 조기 출산으로 인해 미토겐놈에 변이가 발생하는 경우 생모와 비교하여 쉽게 식별할 수 있습니다. 중요한 것은 이러한 미토겐놈 변종은 AET가 이형질성 및 낮은 훈련 가능성에 미치는 영향을 알려줄 수 있다는 것입니다. 따라서 VPTB 미토콘드리아 게놈 특성과 AET가 이러한 역학에 어떻게 영향을 미치는지 특성화하는 것이 중요합니다.

우리의 장기 목표는 운동이 치료 및 예방 수단으로 유익한 것으로 알려진 질병 위험이 불균형적으로 높은 VPTB 젊은 성인의 미토콘드리아 기능과 VO2max 훈련 능력을 향상시키는 것입니다. 따라서, 본 출원의 전반적인 목적은 i) VPTB에 의해 유발된 mtDNA의 서열 변화, 이질성 및 손상을 특성화하고 ii) 심장 미토콘드리아 산화와 상관관계가 있는 것으로 알려진 세포에서 이러한 mtDNA 특성 및 미토콘드리아 기능에 대한 AET의 효과를 결정하는 것입니다. 용량: 즉 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)입니다. 우리의 중심 가설은 VTPB 젊은 성인이 독특한 mtDNA 변형/돌연변이를 가지며 AET가 PBMC mtDNA 이형질을 크게 감소시키고 정상 출산(NTB) 성인에 비해 낮아진 미토콘드리아 산화 능력과 함께 복사한다는 것입니다. 이 프로젝트의 이론적 근거는 고유한 VPTB mtDNA 측면과 AET에 대한 이형질 반응을 특성화하면 향후 작업을 목표로 삼을 수 있는 열악한 훈련 가능성에 대한 기본 메커니즘을 밝힐 수 있다는 것입니다. 이러한 목표를 달성하기 위해 조사관은 다음 두 가지 구체적인 목표를 평가할 것입니다. 목표 1: VPTB 젊은 성인의 유익한 mtDNA 변이체를 평가합니다. 연구자들은 생모와 비교하여 VPTB 자손에게 새로운 mtDNA 변이가 있을 것이라고 가정합니다.

목표 2: VPTB 및 NTB 젊은 성인의 분리된 PBMC에서 AET가 미토콘드리아 산화 능력과 mtDNA 이형질성, 복제 수 및 병변에 미치는 영향을 확인합니다. 연구자들은 VPTB 성인이 연령이 일치하는 NTB 성인에 비해 AET 후 mtDNA 이형질이 감소하고 병변이 증가할 것이라고 가정합니다.

제안된 연구를 완료한 후 예상되는 결과는 VPTB 성인의 낮은 훈련 가능성을 설명할 mtDNA 변이체의 고유한 특징과 AET에 대한 이형질 반응을 식별하는 것입니다. 이러한 결과는 VPTB 성인의 심혈관 질환 위험을 줄이고 삶의 질을 향상시키는 데 도움이 되는 전략으로 mtDNA를 표적으로 삼는 향후 연구의 기반을 제공할 것이기 때문에 연구자들에게 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.