비알코올성 지방간 질환 개선에 있어 운동 및 SIRT 단백질의 역할 : 작용 기전에 대한 통합적 고찰
The Role of Exercise and SIRT Proteins in the Improvement of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease: An Integrated Review of Mechanisms of Action
- 주제어 (키워드) 운동 , 비알코올성 지방간 질환 , SIRT 단백질 , 발현 수준 , 대사조절 , 에너지 대사 , AMPK , PGC-1α , ncRNA , 질적 통합 분석 , PRISMA , 신호전달 경로 , 후성유전학 , Exercise , Non-alcoholic fatty liver disease , SIRT proteins , Gene expression , Metabolic regulation , Energy metabolism , AMPK , PGC-1α , ncRNA , Qualitative synthesis , PRISMA , Signal transduction pathway , Epigenetics
- 발행기관 서강대학교 교육대학원
- 지도교수 최대혁
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 교육대학원 체육교육
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000081769
- UCI I804:11029-000000081769
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is one of the most rapidly increasing diseases in modern society and is closely associated with metabolic disorders such as obesity, diabetes, and hyperlipidemia. Characterized by abnormal lipid accumulation in the liver, NAFLD can progress to cirrhosis or hepatocellular carcinoma, posing a major public health concern. This study aims to systematically review the mechanistic role of exercise and SIRT (Sirtuin) proteins in the improvement of NAFLD, based on a comprehensive literature search using major academic databases such as PubMed, Google Scholar, Scopus, and Web of Science. Following the PRISMA 2020 guidelines for systematic reviews, a total of 415 articles were initially identified. After the removal of duplicates and multi-stage screening, 60 studies were ultimately included in the analysis. The PRISMA flow diagram was used to enhance the transparency and reliability of the literature selection process, and only studies that explicitly addressed the relationship between NAFLD, exercise, and SIRT proteins were included. Screening at the abstract and full-text levels was conducted rigorously to ensure methodological integrity and the relevance of outcome indicators. Exercise is known as an important non-pharmacological intervention for the prevention and treatment of NAFLD, capable of reducing hepatic lipid accumulation through weight loss and metabolic improvement. However, the molecular mechanisms underlying these effects remain incompletely understood. This study, therefore, examined how exercise influences hepatic lipid metabolism and how SIRT proteins mediate gene expression and metabolic pathways induced by exercise. Although a meta-analysis was initially attempted, it was ultimately replaced with a qualitative thematic synthesis due to variability in outcome measures and insufficient statistical data across studies. The selected articles were coded based on exercise type, experimental model, SIRT protein subtype, signaling pathways, and hepatic metabolic effects. Based on this coding, key themes and recurring mechanisms were identified through cluster and frequency analysis. The major clusters identified were “exercise intervention,” “SIRT-related mechanisms,” and “hepatic metabolic responses.” In particular, the frequent emphasis on the AMPK–SIRT1–PGC-1α axis highlighted the centrality of this pathway. This axis is directly linked to mitochondrial function restoration, enhanced fatty acid oxidation, and anti-inflammatory effects, which are essential for improving NAFLD pathophysiology. Aerobic exercise tended to upregulate SIRT1, while resistance exercise was associated with SIRT3 activation. SIRT proteins play a critical role in regulating cellular energy homeostasis and suppressing inflammatory and oxidative stress responses. SIRT1, in particular, has been reported to improve lipid metabolism and insulin sensitivity, and its activation through exercise may help alleviate NAFLD. However, the mechanistic interpretation in the literature was largely concentrated on the AMPK–PGC-1α axis, leaving other pathways (e.g., NF-κB, p53, FOXO, mTOR) relatively underrepresented. This limitation appears to stem from imbalances in research focus and design. Additionally, the relationship between exercise and non-coding RNAs (ncRNAs)—such as miRNA, lncRNA, and circRNA—was either not addressed or only briefly mentioned in the included studies. This was largely due to the primary focus of selected literature on protein-level signaling, while studies involving ncRNAs often failed to meet the inclusion criteria due to inadequate methodological quality. Nonetheless, emerging evidence suggests that ncRNAs may serve as epigenetic regulators influencing the expression of SIRT proteins, representing a significant area for future research expansion. This study contributes to elucidating the interaction between exercise and SIRT proteins in the context of NAFLD improvement, thereby underscoring the potential therapeutic effects of exercise and the pivotal role of SIRT proteins. The findings provide a conceptual foundation for developing novel non-pharmacological strategies for the prevention and treatment of NAFLD. Furthermore, future studies should pursue multidimensional mechanistic analyses involving AMPK–PGC-1α–SIRT–ncRNA pathways and adopt integrative designs combining quantitative and qualitative approaches to deepen biological insights into exercise interventions. This study conducted a systematic review and qualitative synthesis to examine the effects of exercise interventions on non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), with a particular focus on the physiological roles of SIRT proteins (e.g., SIRT1, SIRT3). Key biological mechanisms such as AMPK, PGC-1α, and NF-κB were also analyzed to contextualize the molecular pathways involved. To enhance the validity and reliability of the findings, both theoretical and data triangulation approaches were adopted. This dual triangulation strategy allowed for a multi-dimensional interpretation beyond a single-pathway perspective. In addition, external expert evaluations from the fields of clinical medicine and biotechnology affirmed the objectivity of the research design and the transparency of the analysis process. These validations also highlighted the systematic rather than biased nature of the interpretations. The study provides methodological insights to strengthen reproducibility in future research.
more초록 (요약문)
비알코올성 지방간 질환(NAFLD)은 현대 사회에서 급증하는 질환 중 하나로, 비만, 당뇨병, 고지혈증과 같은 대사질환과 밀접한 관련이 있다. 이 질환은 간의 지방 축적을 특징으로 하며, 진행 시 간경변 및 간암으로 발전할 수 있어 중요한 공공 건강 문제로 대두되고 있다. 본 연구는 PubMed, Google Scholar, Scopus, Web of Science 등 주요 검색 도구를 이용한 문헌고찰을 통하여, 비알코올성 지방간 질환의 개선을 위한 운동과 SIRT 단백질(Sirtuins)의 역할을 작용 기전 수준에서 통합적으로 고찰하는 것을 목적으로 하였다. 체계적 문헌고찰 방법론에 따라 PRISMA 2020 지침을 적용하여 문헌을 선정하였으며, 총 415편의 검색 논문 중 중복 제거와 단계별 스크리닝을 거쳐 최종적으로 60편을 분석 대상으로 포함하였다. PRISMA 흐름도 적용을 통해 문헌 선별의 투명성과 신뢰성을 확보하고자 하였으며, 선정 기준에는 NAFLD와 운동, SIRT 단백질의 관계를 명확히 다룬 연구만 포함되었다. 중복 제거, 초록 기준 스크리닝, 본문 검토를 통해 연구 설계의 정합성과 결과 지표의 적절성을 엄밀히 판단하였다. 운동은 NAFLD의 예방 및 치료에 중요한 비약물적 접근법으로 알려져 있으며, 체중 감소와 대사 개선을 통해 간 지방 축적을 감소시킬 수 있다. 그러나 운동의 정확한 작용 기전은 아직 명확히 규명되지 않았다. 이에 본 연구는 운동이 간의 지질 대사에 미치는 영향을 살펴보고, SIRT 단백질이 운동에 의해 유도되는 유전자 발현과 대사 경로에 어떻게 관여하는지에 대해 분석하였다. 또한 정량적 메타분석은 시도되었으나, 문헌 간 결과 지표의 다양성과 통계 정보 부족 등으로 인해 통합 분석이 제한되어, 본 연구는 질적 통합 분석(qualitative thematic synthesis)에 초점을 맞추어 수행되었다. 선정된 문헌으로부터 운동의 종류, 실험 모델, 관련된 SIRT 단백질, 신호전달 경로, 간대사 효과 등을 코드화하고, 이를 바탕으로 주제 클러스터 및 빈도 분석을 통해 반복되는 기전과 핵심 테마를 도출하였다. 주요 클러스터로는 ‘운동 중재’, ‘SIRT 관련 기전’, ‘간대사 반응’이 확인되었으며, 특히 SIRT1의 빈번한 언급과 AMPK–SIRT1–PGC-1α 경로의 반복적 보고는 해당 기전의 중심성을 보여주었다. 이 경로는 미토콘드리아 기능 회복, 지방산 산화 효율 증대, 염증 억제 등 NAFLD 병태생리 개선과 직결되며, 유산소 운동은 SIRT1, 저항성 운동은 SIRT3 발현을 유도하는 경향을 보였다. SIRT 단백질은 세포의 에너지 균형을 조절하고, 염증 및 산화적 스트레스 반응을 억제하는 중요한 역할을 한다. 특히, SIRT1은 지질 대사 및 인슐린 민감성 개선에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 또한 운동이 SIRT1의 활성화를 통해 비알코올성 지방간 질환의 개선을 유도할 수 있음을 시사한다. 다만, AMPK–PGC-1α 중심의 기전 해석이 문헌에 편중되어 다른 경로(NF-κB, p53, FOXO, mTOR 등)는 분석 범위에서 상대적으로 소외되었으며, 이는 연구 설계와 보고의 불균형성에서 기인한 한계로 해석된다. 아울러 운동과 non-coding RNA(ncRNA)—예: miRNA, lncRNA, circRNA—의 연계성은 분석된 문헌에서 다루어지지 않거나 언급 수준에 그쳤다. 이는 포함 문헌들이 주로 단백질 수준의 기전에 집중하였고, ncRNA 관련 연구들은 실험 설계의 정합성 부족 등으로 선정 기준을 충족하지 못한 경우가 많았기 때문이다. 그러나 최근 연구들은 ncRNA가 SIRT 단백질 발현에 영향을 주는 후성유전학적 조절자 역할을 할 수 있음을 제시하고 있으며, 이는 향후 연구를 확장하는 데 중요한 단초가 될 것이다. 본 논문은 운동과 SIRT 단백질 간의 상호작용을 규명하여, 비알코올성 지방간 질환의 개선에 있어 운동이 가진 잠재적 효과와 SIRT 단백질의 중요한 역할을 밝히고, 이를 기반으로 향후 치료적 접근법을 모색하는 데 도움이 되었으면 한다. 또한 본 논문이 비알코올성 지방간 질환의 예방 및 치료를 위한 새로운 비약물적 전략 개발에 기여할 수 있을 것이다. 나아가 AMPK–PGC-1α–SIRT–ncRNA 등 다차원적 기전 연계 분석과, 정량·정성 융합 설계를 통해 운동 중재의 생물학적 작용 메커니즘을 보다 정밀하게 규명하기 위한 추가 연구가 요구된다. 본 연구는 비알코올성 지방간 질환(NAFLD)에 대한 운동 중재 효과를 체계적 문헌고찰 및 질적 통합 분석을 통해 검토하였다. 특히 SIRT 단백질(SIRT1, SIRT3 등)의 작용 경로를 중심으로, AMPK, PGC-1α, NF-κB 등 관련 생리학적 기전과의 연관성을 분석하였다. 분석의 신뢰도와 타당성 확보를 위해 이론적 삼각검증(theoretical triangulation)과 자료 삼각검증(data triangulation)을 병행하였으며, 이를 통해 단일 기전 중심의 해석을 넘어 다중 메커니즘 기반의 종합적 이해를 도모하였다. 또한, 외부 전문가 검토를 통해 분석 체계와 해석의 객관성을 검증받았으며, 향후 연구의 재현성을 높이기 위한 방법론적 시사점을 도출하였다.
more목차
Ⅰ. 서론 1
1. 연구의 필요성 1
2. 연구 목적 3
3. 연구 문제 4
4. 용어의 정의 5
1) 비알코올성 지방간 질환(Non-Alcoholic Fatty Liver Disease, NAFLD) 6
2) 운동(Exercise Intervention) 6
3) SIRT 단백질(Sirtuins) 6
4) mRNA 및 non-coding RNA(ncRNA) 7
5) AMPK–SIRT1–PGC-1α 경로 7
6) 후성유전학(Epigenetics) 8
7) PRISMA 2020 흐름도 (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses 2020) 8
8) 질적 통합 분석(Qualitative Thematic Synthesis) 8
Ⅱ. 이론적 배경 9
1. NAFLD의 이해 9
1) NAFLD의 정의 9
2) NAFLD의 병리학적 기전 10
2. 지질 대사의 종류 및 NAFLD와의 관계 12
1) 지방산 β-산화와 NAFLD 12
2) 지방산 합성과 NAFLD 13
3) 중성지방 합성과 NAFLD 13
4) 콜레스테롤 대사와 NAFLD 14
3. NAFLD 측면에서 당 대사와 지질 대사의 상호작용 14
1) NAFLD와 인슐린 저항성 14
2) NAFLD와 인슐린 민감성 15
4. 대사성 염증 및 산화 스트레스 15
1) 염증반응과 간기능 15
2) 산화 스트레스와 세포 손상 16
5. 지질의 유형과 NAFLD 17
1) 중성지방, 콜레스테롤, HDL, LDL, VLDL의 기능과 병태생리 17
6. 운동의 생물학적 작용기전 18
1) 운동에서의 생화학적 기전 18
2) 운동에 따른 생리학적 반응 19
7. SIRT 단백질의 정의와 종류 19
8. 미토콘드리아 기능과 생합성 23
Ⅲ. 연구 방법 25
1. 자료 검색 방법 25
2. 문헌 선정 과정 및 PRISMA 흐름도 해석 26
1) 문헌 검색 단계(Identification) 27
2) 중복 제거 및 초록 검토(Screening) 27
3) 본문 검토 및 기준 적용(Eligibility) 27
4) 최종 포함(Included) 28
5) 종합적 해석(Synthesis of Results) 28
3. 분석방법 29
4. 분석의 신뢰도 강화를 위한 삼각검증 설계 33
1) 이론적 삼각검증(Theoretical Triangulation) 33
2) 자료 삼각검증(Data Triangulation) 34
3) 연구 결과의 객관성 확보를 위한 제3자 평가 35
Ⅳ. 결과 36
1. 운동이 NAFLD에 미치는 효과 36
1) 유산소 운동의 NAFLD에 대한 효과 37
2. SIRT 단백질의 역할 40
1) 생화학적 측면에서 SIRT 단백질의 역할 40
2) 생리학적 측면에서 SIRT 단백질의 역할 42
3. 운동시 NAFLD 증상 개선에 기여하는 생화학적, 생리학적 인자들 47
1) 운동시 NAFLD 증상 개선에 기여하는 여러 인자들 중 SIRT 단백질 연구의 장점 49
4. 운동, SIRT 단백질, NAFLD 간의 상호 관련성 51
1) 운동 강도, 시간, 빈도를 다르게 설정한 연구 53
2) Treadmill 운동과 같은 일괄적인 운동 프로그램을 적용한 연구 54
5. 체계적 문헌고찰 결과 및 질적 통합 분석 55
1) 주제 코드 기반 질적 분석 결과 57
2) 코드 클러스터링 분석 및 시각화 결과 59
6. 삼각검증의 적용 효과 60
Ⅴ. 논의 및 결론 61
참고문헌 67
