부티레이트, 아스피린 및 대장암

시험관 내에서, 일반적으로 동물 세포에 대해 부티레이트는 밀리몰 농도에서 성장 억제제입니다. 그러나 생체 내에서 대장 세포는 대장 상피의 내강 쪽에서 세균 발효에 의해 생성된 약 20 mM의 부티레이트 환경에서 성장할 수 있습니다. 부티레이트 공급의 생체 내 증가는 대장 크립트의 세포 성장 자극으로 이어집니다. 세포 배양에서 부티레이트가 성장 억제제인 반면, 생체 내에서는 영양 효과를 나타내는 이 불일치는 부티레이트의 생체 내 역설이라고 불립니다. 본 리뷰에서는 부티레이트가 히스톤 탈아세틸화 효소 억제제이며, 부티레이트의 시험관 내 성장 억제 효과의 기전이 과아세틸화임을 뒷받침하는 충분한 증거가 있음을 지적합니다. 동물 세포 내에서는 특정한 부티레이트 농도(1-10 mM)에서만 과아세틸화가 발생해야 하므로, 생체 내 억제 부족과 '역설적인' 성장 자극은 크립트 하부 층에서 부티레이트의 세포 내 안정 상태 농도가 낮기 때문에 발생한다고 가정합니다. 부티레이트가 대장 세포의 선호하는 에너지원이므로, 대변 내 부티레이트 농도가 증가함에도 불구하고 장 상피 세포의 세포 내 부티레이트 농도가 여전히 억제 수준 이하로 유지된다면 생체 내 영양 효과는 역설적이지 않습니다. 세포 사멸로 프로그램된 성숙한 비분열 대장 세포의 경우, 시험관 내 관찰과 생체 내 관찰 간의 차이가 없습니다. 또한 최근의 발전이 논의되며, 이는 사이클로옥시제네이스-2가 대장 암 발생에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사합니다. 사이클로옥시제네이스-2는 대부분의 대장암에서 발현되지만, 정상 비변환 장 상피 세포에서는 발현되지 않습니다(DeWitt and Smith, 1995). 사이클로옥시제네이스-2의 과발현은 장 상피 세포를 부티레이트 유도 세포 사멸에 내성 있게 만듭니다(Tsujii and DuBois, 1995). 부티레이트 유도 세포 사멸에서의 탈출은 대장암 발생을 위한 필수 전제 조건으로 보이며, 대장 상피 세포의 성장, 분화 및 프로그램된 세포 사멸에 있어 부티레이트의 기능적 역할을 시사합니다.