암 환자의 약 80%는 암 악액질 증상을 겪으며, 골격근의 손실은 암악액질의 주된 증상으로 이는 항암제 사용에 의해 더 악화되어 항암치료 효과를 감소시키고 삶의 질을 저하시킬 수 있다. 현재까지의 연구에서는 주로 암 악액질로 인한 근감소를 다뤄왔으나, 많은 암 환자들이 항암치료를 받는 점을 고려하여 암과 항암제로 인한 근위축을 확인하기 위한 연구가 더욱 필요한 실정이다. 예로부터 나리루틴은 항염증 효능을 지닌 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구를 통해 나리루틴이 항암제인 시스플라틴에 의해 유도된 근감소에 미치는 영향 및 관련 분자 기전을 폐암 마우스 모델을 이용하여 확인하고자 하였다.
먼저 6주령의 수컷 C57BL/6J 마우스에 Lewis lung carcinoma cell을 주사하여 폐암 마우스 모델을 유도하였고 대조군(NC), 종양 대조군(TC), 시스플라틴 투여군(T+C), 나리루틴 저농도 투여군(NR10), 나리루틴 고농도 투여군(NR20)으로 나누었다. 시스플라틴은 4 mg/kg의 농도로 3일에 한 번씩 총 4회 복강 내 주사하였으며 나리루틴 투여군은 시스플라틴 주사 첫 날부터 12일간 매일 10 mg/kg, 20 mg/kg의 농도로 경구 투여하였다. 실험 기간 동안 체중, 식이 섭취량, 종양 크기는 주 2회 측정하였으며 마우스의 근력 측정을 위해 grip strength test와 hanging wire test를 진행하였다. 근육 조직에서 H&E staining을 이용해 cross sectional area를 측정하고 qRT-PCR과 Western blot 분석을 통해 염증, 근육 분해 및 합성, 미토콘드리아 생합성 및 융합 관련 지표들을 측정하였다.
연구 결과, 나리루틴은 항암 효과를 가지지 않음을 확인하였고, 시스플라틴에 의해 감소된 마우스의 식이 섭취량을 증가시켰다. 또한 대퇴사두근의 무게 및 근섬유 면적이 나리루틴 투여군에서 유의적으로 증가하였다. 이를 통해 나리루틴은 시스플라틴의 항암 작용에 영향을 미치지 않으면서 시스플라틴에 의한 식욕 부진과 근위축을 개선시킬 수 있음을 확인하였다. 관련 분자 기전을 확인한 결과 나리루틴 투여군에서 염증 지표와 단백질 분해 기전은 억제된 반면 단백질의 합성 기전은 활성화되어 근섬유 지표들의 발현이 증가하였다. 이를 통해 나리루틴이 시스플라틴으로 유도된 근위축 완화 효과를 지님을 확인하였다. 또한 나리루틴은 시스플라틴에 의해 감소된 미토콘드리아 생합성 조절 인자들의 발현량을 증가시키고, 미토콘드리아 융합 인자들의 발현을 증가시켜 미토콘드리아 다이나믹스의 불균형을 개선하였다. 이를 통해 나리루틴이 미토콘드리아 생합성 및 다이나믹스를 개선시킬 수 있음을 확인하였다.
이상의 연구결과들은 나리루틴이 단백질 합성과 분해 기전을 조절하고 미토콘드리아 생합성 및 다이나믹스의 균형을 개선시켜 시스플라틴으로 인한 근감소를 완화시킴을 제시하였다. 따라서 본 연구를 통해 나리루틴이 시스플라틴 치료를 받는 폐암 환자에게 발생할 수 있는 근감소 예방 및 치료를 위한 영양보충제 혹은 건강기능식품의 후보 소재로서의 가능성을 확인하였다.