예쁜꼬마선충을 이용한 레오누린과 그 합성 분절 유도체의 수명연장 효과 연구

Study on Lifespan Extension Effect of Leonurine and its Synthetic Fragmental Analogs on Caenorhabditis elegans

노화(aging)는 생명체가 시간의 흐름에 따라 생체의 구조 및 기능이 쇠퇴, 감소되어 질환이 발생하거나 사망률이 증가되는 현상이다. 노화의 정확한 원인은 아직까지 밝혀지지 않았지만, 그 원인을 설명하려는 여러 가지 가설이 제시되고 있다. 이중에서, 노화의 원인을 활성산소(reactive oxygen species; ROS)에 의한 세포손상의 축적으로 설명하는 산화스트레스 이론(oxidative stress theory)이 여러 가지 실험적 증거를 살펴볼 때 신빙성이 있는 이론 중 하나로 여겨지고 있다.1) 이와 같은 산화스트레스 이론에 근거하여 ROS의 제거 및 생성억제 효능을 갖는 천연 및 합성 항산화제(antioxidant)를 이용하여 노화를 늦추고 수명을 연장시키고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.2,3) 레오누린(leonurine, 1)은 자궁 수축효과를 나타내어 오랫동안 약초로 사용되어 온 익모초(Chinese motherwort; Leonurus Artemisia)의 잎에서 분리된 알칼로이드의 일종이다.4) 최근 연구에 따르면 레오누린은 심근보호 효과 및 허혈성 심근경색 치료 효과를 나타내는데, 이러한 심근 보호 효과는 레오누린의 항산화 활성과 상관관계가 있는 것으로 여겨지고 있다.5) 이에 본 연구에서는 항산화 활성과 수명연장의 상관관계 및 레오누린의 항산화 활성에 착안하여, 레오누린의 수명연장 효과를 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)을 이용하여 평가해보았다. 예쁜꼬마선충은 수명과 세대가 짧고 다루기 쉬우며 포유류와도 많은 구조적, 유전자적 유사성을 지니고 있기 때문에 노화 관련 연구를 위한 좋은 동물모델로 널리 활용되고 있다. 이와 더불어 레오누린의 분절 유도체들(fragmental analogs)을 합성하고 그 유도체 각각의 수명연장 효과를 평가해봄으로써 레오누린의 구조와 수명연장 활성 간의 상관관계를 연구해보고자 하였다(Fig. 1).

The current study was conducted to evaluate the lifespan extension effects of leonurine and its synthetic fragmental analogs using Caenohabditis elegans model system. Leonurine significantly prolonged the lifespan of C. elegans in a dose-dependent manner. To dissect the structure-activity relationship between leonurine and lifespan extension activity, seven novel fragmental analogs were synthesized and evaluated. Our study revealed that benzoate part of leonurine is responsible for its lifespan extension property rather than quanidine moiety.