Potential Involvement of PI3K/AKT Signaling Pathway in the Protective Effects of Rhinacanthus nasutus Against Diabetic Nephropathy-Induced Oxidative Stress
Potential Involvement of PI3K/AKT Signaling Pathway in the Protective Effects of Rhinacanthus nasutus Against Diabetic Nephropathy-Induced Oxidative Stress
- 저자: Liu J; Lin Y; Yi X; Zhang M; Panichayupakaranant P; Buhagiar J; Chen H
- 출처: (2026)
- 링크: https://doi.org/10.3390/antiox15020252 · PDF: -
- 정리일: 2026-06-18
TL;DR
Rhinacanthus nasutus 수성 추출물이 PI3K/AKT/mTOR 신호 조절을 통해 포도당 흡수 증가와 산화 스트레스 억제 이중 효능으로 당뇨성 신증 모델에서 신장 보호 효과를 나타냈다.
1. 연구 배경 및 동기
- 다루는 문제: 당뇨성 신증(DN)의 주요 유발 기전인 산화 스트레스에 대응하는 강력한 천연 항산화제가 필요하며, Rhinacanthus nasutus 수성 추출물(AE)의 신장 보호 효과와 기전 탐색이 필요하였다.
2. 관련 연구
- 산화 스트레스는 당뇨성 신증의 핵심 병리 기전으로 기존 합성 항산화제의 한계를 극복할 천연물 기반 접근이 대두되고 있다.
- PI3K/AKT 신호전달 경로는 인슐린 감수성 및 세포 생존에 관여하며, 이 경로를 조절하는 천연 추출물 연구가 활발히 진행 중이다.
- Rhinacanthus nasutus는 전통 의학에서 사용되어 온 식물로, 항산화·항당뇨 잠재성이 보고되었으나 당뇨성 신증 보호 기전에 관한 체계적 연구는 부족하였다.
3. 핵심 기여
- Q Exactive HF Orbitrap LC-MS/MS를 이용한 혈청 약물 동태 분석으로 AE의 38종 성분 중 caffeic acid, naringenin 등 25종의 생체이용 가능 핵심 활성 성분을 규명하였다.
- L6 근관 세포주에서 AE(75 μg/mL)가 PI3K/AKT 및 GLUT4 신호를 상향 조절하여 포도당 흡수를 증가시킴을 Western blot으로 확인하였다.
- STZ 유발 당뇨성 신증 쥐 모델에서 AE가 MDA를 1.44 → 0.58 nmol/mgprot으로 유의하게 감소시키고 T-SOD, CAT, GSH-Px를 회복시켰으며, PI3K/AKT/mTOR 축 조절을 통한 이중 신장 보호 효과를 처음으로 규명하였다.
4. 제안 방법론
Q Exactive HF Orbitrap LC-MS/MS로 38종 성분을 확인하고, L6 근관 세포주에서 PI3K/AKT 신호 및 포도당 흡수를 평가하였으며, STZ 유발 당뇨성 신증 쥐에서 AE 75 μg/mL 투여 후 산화 스트레스 지표(MDA, T-SOD, CAT, GSH-Px)와 신호전달 경로를 분석하였다.
5. 실험 설정
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 데이터셋 | STZ 유발 당뇨성 신증 랫드 모델 + L6 근관 세포주 |
| 비교 대상 | 인슐린(양성 대조군, in vitro), 당뇨 유발 무처치 대조군(in vivo) |
| 평가 지표 | MDA, T-SOD, CAT, GSH-Px 수치; PI3K/AKT/mTOR 단백질 발현; GLUT4 발현; 포도당 흡수량 |
6. 실험 결과 분석
AE 투여군은 MDA 수준이 대조군 대비 0.58 vs. 1.44 nmol/mgprot으로 유의하게 감소하였고, T-SOD·CAT·GSH-Px가 각각 170.57, 51.93, 63.68 vs. 114.93, 40.84, 50.99 mgprot으로 회복되었다. In vitro에서 PI3K/AKT·GLUT4 신호를 활성화하여 포도당 흡수가 증가하였으며, PI3K/AKT/mTOR 축 조절을 통한 신장 보호 효과가 확인되었다. Caffeic acid와 naringenin 등 25종 생체이용 가능 성분이 주요 활성 성분으로 추정된다.
7. 비판적 평가
강점
- LC-MS/MS 혈청 약물 동태 분석으로 생체이용 가능 활성 성분을 체계적으로 규명한 점이 독창적이다.
- In vitro(세포주)와 in vivo(동물 모델)를 연계하여 기전을 이중으로 검증하였다.
한계 · 의문 동물 모델(STZ 유발 당뇨 쥐)과 세포주에 기반한 전임상 연구로, 인체 및 다른 동물 종에서의 임상 번역 가능성을 확인하기 위한 추가 연구가 필요하다.
8. 향후 연구 방향
- 임상시험을 통한 인체 유효성 및 안전성 검증이 필요하다.
- 38종 성분 중 핵심 활성 성분의 단독 효과 및 시너지 기전을 규명하는 추가 연구가 요구된다.
- PI3K/AKT/mTOR 축 외 추가 신호전달 경로(NF-κB 등) 관여 가능성 탐색이 필요하다.
9. 결론
Rhinacanthus nasutus 수성 추출물(AE)은 PI3K/AKT/mTOR 신호 조절을 통해 포도당 흡수 증가(in vitro)와 산화 스트레스 억제(in vivo)의 이중 기전으로 당뇨성 신증에서 신장 보호 효과를 발휘하며, caffeic acid·naringenin 등이 핵심 활성 성분으로 추정된다. 당뇨성 신증 관리를 위한 천연 항산화제 후보로서 높은 잠재력을 지닌다.
Keywords
PI3K/AKT, diabetic nephropathy, Rhinacanthus nasutus, oxidative stress, natural product
인용·관련 연구
- 인용됨:
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