[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 사람의 장내 미생물이 생성한 대사물질이 혈액을 타고 뇌까지 이동해 다발성경화증 등 중추신경계 염증을 억제하는 ‘장-뇌 축’ 작동 메커니즘을 규명했다.
한국연구재단은 순천향대 이윤경 교수와 이화여대 김봉수 교수 연구팀이 사람 유래 장내 미생물인 ‘Veillonella ratti MHL0042’ 균주의 뇌 염증 억제 기전을 동물모델에서 규명했다고 29일 밝혔다.
이번 성과는 과학기술정보통신부 바이오의료기술개발사업 지원으로 수행됐으며 국제학술지 EMM(Experimental&Molecular Medicine)에 지난 14일 자 게재됐다.
연구팀은 다발성경화증 환자의 장에서 감소하는 베이요넬라(Veillonella) 속 균주에 착안해 200여 종의 사람 유래 균주 라이브러리 중 'Veillonella ratti MHL0042'를 다발성경화증 동물모델(EAE)에 투여했다.
전장 메타게놈 분석과 메타볼로믹스를 통합 적용한 결과 해당 균주는 장내 다른 미생물과의 상호작용을 촉진해 항염증성 지질 대사산물인 DOPE(dioleoylphosphatidylethanolamine)의 생성을 크게 늘렸다.
생성된 DOPE는 장관을 벗어나 혈액을 통해 중추신경계로 전달됐으며, 뇌와 척수 내 미세아교세포(microglia)의 활성을 억제해 신경 염증과 자가면역 증상을 완화했다.
특히 DOPE 단독 투여 시에도 동일한 치료 효과가 확인됐다.
이윤경 교수는 “장내 미생물 간 상호작용으로 생성된 대사산물이 뇌 면역반응을 조절하는 새로운 작동 원리를 규명한 연구”라며 "향후 다발성경화증뿐 아니라 알츠하이머병, 파킨슨병 등 다양한 신경염증성 질환의 마이크로바이옴 기반 치료기술 개발에도 중요한 과학적 근거가 될 것으로 기대한다”고 설명했다.
이번 연구는 단순 균여 투여 결과를 넘어 전사체 및 면역세포 다각 분석을 통해 ‘장내 생태계-대사산물-숙주 면역’으로 이어지는 종합적 치료 경로를 다각도로 검증했다는 점에서 좋은 평가를 받았다.
당초 T세포 직접 조절 가설에서 출발했으나 대사산물 DOPE와 미세아교세포 간 상호작용이라는 새로운 경로를 확인하며 기전을 입증했다.
연구팀은 향후 환자 코호트 및 임상 시료를 활용해 사람 체내에서의 유효성을 검증하고 알츠하이머·파킨슨병 등 타 신경염증 질환으로 연구를 확장할 계획이다.
