암 치료를 위한 아미노산의 식이 제한

 

단백질, 뉴클레오티드 및 지방산의 생합성은 암세포의 악성 증식과 생존에 필수적입니다.

누적된 연구 결과에 따르면 아미노산 제한은 암 치료를 위한 잠재적인 전략입니다.

 

암세포에서 소비되는 주요 기질에는 트립토판, 티로신, 페닐알라닌, 라이신, 발린, 메티오닌, 세린, 트레오닌, 이소류신, 류신 및 글루타민과 같은 아미노산이 포함됩니다. 

 

단백질 합성에 가장 많이 사용되는 아미노산은 암 치료에서 식이 제한의 잠재적 후보입니다.

류신이 가장 많이 사용되는 아미노산이고, 세린은 두 번째, 그리고 트립토판은 인간 프로테옴에서 가장 적게 사용되는 아미노산입니다.

 

 

암 치료를 위한 식이 전략

세포 성장을 위한 에너지 소비 및 동화 작용의 관점에서 아미노산 대사의 에너지 소비(ATP)가 단백질 및 뉴클레오티드 합성의 경우 최대 58%이기 때문에 아미노산 제한은 암에 대한 효과적인 대사 개입일 수 있습니다

 

류신은 인간, 식물 및 동물에서 가장 많이 사용되는 아미노산이지만, 류신보다는 라이신이 세포 증식을 박탈하는 가장 민감한 아미노산일 가능성이 높습니다. 

 

라이신 제한이 암세포의 증식을 완전히 차단하지만 라이신 결핍이 인간의 아동기 영양실조 질병인 kwashiorkor를 유발할수 있는 단점이 있습니다.

 

하지만  라이신 제한의 경우 콰시오코르의 발병에 4~12개월이 소요되기 때문에 수일 또는 수주, 심지어 1~2개월 동안 간헐적으로 적용하는 것이 안전할 수 있습니다. 

 

결과적으로, 간헐적 식이 라이신 제한은 암 치료를 위한 실질적으로 이용 가능한 식이 전략으로서 가치와 잠재력을 가질 수 있습니다.

 

종양 진행은 TME에서 정상 세포 및 면역 체계와의 전투에서 암세포의 생존 및 성장을 나타냅니다. 

암세포의 증식을 억제하는 효과적인 대사 개입으로 항암 면역 반응에 유리한 방향으로 시간을 얻을 수 있습니다. 

 

 

암 악액질

복합 대사 증후군인 암 악액질은 특히 30%의 체중 감소가 있을 때 암 환자 사망의 약 20%를 차지하는 것으로 추정되었습니다.  암 환자의 약 50-86%가 결국 거식증을 동반한 악액질 증후군을 앓는 것으로 추정되었습니다.

AA 수치는 암 악액질에서 낮았습니다.

 

아르기닌, 메티오닌 및 라이신의 식이 보충제는 암 악액질에 대한 mTOR 신호 활성화를 통해 단백질 합성을 자극하는데 특히 중요하고 필요할 수 있습니다. 

 

류신의 보충 또는 제한은 류신이 음식 섭취에 대한 주요 억제 신호로 작용하고 mTOR 신호를 활성화하는데 필수적인 역할을 하며 분해 및 재활용 단백질에서 가장 풍부한 AA이기 때문에 신중한 숙고가 필요합니다.

 

알칼리성 식단, 팔레오 식단, 케토제닉 요법, 완전 채식 요법 (Vegan), 마크로바이오틱 식이를 포함하여 암 환자들에게 인기 있는 5가지 유형의 식이요법이 있습니다. 

 

이러한 식단은 확실한 과학적 근거나 암에 대한 유익한 효과에 대한 설득력 있는 증거가 부족하며 암 환자들이 이러한 식단을 장기간 추구하면 비타민 D와 비타민 B12와 같은 다양한 영양 결핍을 겪을 것입니다.

 

이러한 식단의 공통된 장점 중 하나는 모두가 채소 섭취를 강조한다는 점이며, 이는 세계 암 연구 기금/미국 암 연구 연구소(WCRF/AICR)의 포괄적인 식단 지침을 충족했습니다. 

 

WCRF/AICR 권장 사항에서 “전곡류, 채소, 과일, 콩류가 풍부한 식단을 섭취하라”, “적색육 및 가공육 섭취를 제한하라” 등의 권고가 있습니다.

 

전반적으로 간헐적 라이신 제한 또는 간헐적 글로브 AA 제한(예: 간헐적 단식)의 식이 전략은 단백질 영양실조에 대한 추가 주의와 함께 이러한 규칙과 대체로 일치합니다. 

그러나 암 조절에 있어 채소의 낮은 단백질 함량이 얼마나 많은 이점을 제공할 수 있는지는 아직까지 불분명합니다.

 

 

식이 면역 조절

가장 좋은 방어는 좋은 공격입니다.

면역 체계를 강화하는 것은 좋은 공격이지만 아미노산 제한으로 암 증식을 막는 것은 상대적으로 방어적인 것입니다. 

효과적인 대사 개입과 동시에 면역 체계가 강화될 수 기 위한 전투의 규모가 더욱 커질 것입니다.

 

아르기닌, 글루타민, 시스테인, n-3 지방산, 뉴클레오타이드 비타민 및 미량 원소를 포함한 면역영양(immunonutrition)은 수술 후 감염 합병증을 감소시키지만 암 환자의 모든 원인에 의한 사망률을 감소시키지는 못합니다.

 

1998년 Vanderhoof는 탄수화물의 면역 조절 효과를 추측했는데, "탄수화물의 비에너지 관련 효과의 대부분은 단쇄 지방산(SCFA) 생산과 관련될 수 있다"고 지적했습니다. 

 

흥미롭게도 암세포에서 글루타민이 사용되는 대사의 억제와 대조적으로 활성화된 T 세포는 에너지(특히 ATP)와 NADPH 항상성을 유지하기 위해 아세테이트 대사의 상향 조절을 통해 글루타민 차단에 적응할 수 있습니다.

 

T 세포의 적응 능력은 SCFA(아세테이트, 프로피오네이트 및 부티레이트 포함)가 아미노산 제한하에 면역 세포의 대사를 유지하는데 사용될 수 있음을 시사합니다.

 

대부분의 곡물(밀, 호밀, 보리 포함)에는 불용성 섬유질이 포함되어 있는 반면 귀리는 주로 베타글루칸 형태의 용해성 섬유소를 함유하고 있습니다.

이러한 가용성 또는 불용성 섬유는 맹장과 근위 결장에서 SCFA(아세테이트 ~ 60%)를 많이 생산할 수 있습니다.

 

박테리아와 버섯과 같은 곰팡이의 세포벽에도 풍부한 다당류 그룹인 β-글루칸은 암 조절에 강력한 면역 조절 효과가 있습니다.

β-글루칸이 풍부한 버섯은 또한 식이 섬유의 공급원과 아미노산 제한의 역할을 할 수 있습니다.

 

버섯은 수세기 동안 중국 전통 의학(TCM)에서 사용되었습니다. 

최근에는 위암 치료제로 표고버섯의 렌티난(Lentinan), 유방암, 소화관 및 폐암 치료제인 Trametes versicolor의 다당류 크레스틴(Polysaccharide Krestin) 등 다양한 버섯의 추출물이 암 치료에 사용되었습니다 . 

 

 

결론과 정리

아미노산 대사는 단백질 합성과 RNA/DNA 합성을 위해 총 ATP의 최대 58%를 사용할 수 있기 때문에 아미노산 제한은 암에 대한 일반적이고 효과적인 대사 개입이 될 수 있습니다.

 

류신은 인간 프로테옴에서 가장 많이 사용되는 아미노산입니다. 세린은 두 번째, 트립토판은 가장 적게 사용됩니다.

 

라이신은 위에서 논의한 바와 같이 특히 중요한 EAA이며, 이는 암세포의 증식을 제한하는 것에 가장 가치가 있습니다.

암 치료를 위한 가장 실용적인 식이 전략인 라이신 제한을 위해 며칠, 몇 주 또는 몇 달 동안 간헐적으로 옥수수를 사용하고 일일 미량 영양소 요구량을 충족하기 위해 보충 식품으로 야채 및 과일을 사용하는 것이 좋습니다.

 

글리신 보충제는 간 종양 및 흑색종 종양의 성장을 억제할 수 있습니다.

히스티딘 보충제는 히스티딘 분해 경로를 상향 조절한 다음 메토트렉세이트 화학요법에 대한 암세포의 감수성을 향상시켰습니다.

 

아르기닌, 글루타민, 시스테인이 면역영양제로 언급되었습니다.

 

흉선에 영향을 미치는 아르기닌 보충제는 흉선 중량(~22%)과 흉선 림프구 함량(~45%)을 상당히 증가시킬 수 있습니다.

이는 성장 및 면역영양을 위한 중요한 신호 분자로서의 역할과 일치했습니다.

 

가장 적게 사용되고 이용 가능한 EAA인 트립토판은 암세포와 면역 세포 모두가 이화 작용을 사용하여 적의 성장을 억제할 수 있도록 매우 독특했습니다.

따라서 T 세포의 증식과 기능을 향상시키기 위해 트립토판과 아르기닌의 보충이 추가로 권장되었습니다.

 

암 중재에서 아미노산 제한에 관해서는 글리신 제한, 세린 기아, 류신 결핍, 글루타민 차단, 아스파라긴 및 메티오닌을 포함하여 연구 결과가 논의되었습니다.

 

글리신 제한은 빠른 암세포 증식에만 효과적이었고, 세린 기아는 p53 결핍 종양의 치료에만 적합했습니다.

류신 결핍은 인간 유방암 세포에 약간의 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.

이는 인간 프로테옴에서 예외적으로 풍부하기 때문일 수 있습니다. 

 

DON의 새로운 유도체인 JHU083은 TME에서 글루타민 대사를 차단하고 종양 면역 회피를 극복하기 위해 아세테이트에 의존하는 효과기 T 세포의 대사 재프로그래밍을 유도했습니다.

 

아스파라긴 제한은 원발성 종양의 성장에 영향을 미치지 않으면서 유방암의 전이를 감소시킬 수 있습니다. 

메티오닌 제한은 단독으로 암세포의 증식에 경미한 영향을 미치지만 화학요법 및 방사선에 대한 암세포의 민감도를 향상시켰습니다.

 

 

암 치료를 위한 아미노산의 식이 제한

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7071719/