[충청뉴스 이성현 기자] 현대인의 고질병이자 전 세계적인 정신질환인 우울증을 ‘장내 미생물’로 예방하고 치료할 수 있는 새로운 길이 열렸다.
국내 연구진이 장내 미생물과 뇌가 신호 전달 체계를 주고받는다는 ‘장-뇌 축(Gut-Brain axis)’ 이론을 바탕으로 만성 스트레스로 인한 뇌세포 손상을 방어하고 우울 행동을 유의미하게 완화하는 핵심 공생 균주들을 발굴하는 데 성공했다.
한국기초과학지원연구원(KBSI)은 호남권센터 정혜종 박사 연구팀이 만성 스트레스 환경에서 우울 유사 행동을 억제하고 손상된 뇌 신경영양 신호를 회복시키는 핵심 장내 미생물 2종을 발굴해 뇌세포에 미치는 분자 생물학적 기전을 규명했다고 14일 밝혔다.
연구팀은 인체 분변 미생물 이식(hFMT) 기반 분석 기법을 통해 우울증 증상이 심한 생쥐 모델에서 공통적으로 급감한 장내 미생물을 역추적했다.
그 결과 장 건강에 유익한 단쇄지방산(부티르산)을 생성하는 ‘인테스티니모나스 부티리시프로듀센스’와 면역 조절 관여 균주인 ‘파라박테로이데스 메르대’를 핵심 후보 균주로 최종 선별했다.
세포 및 동물실험을 통한 정밀 검증 결과 이들 핵심 균주 2종은 스트레스로 인해 세포 내 에너지를 만드는 미토콘드리아가 손상되면서 과도하게 발생하는 활성산소종(ROS)을 효과적으로 억제했다.
또 세포사멸 신호를 차단함과 동시에 뇌 신경세포의 성장, 기억, 학습 등에 결정적인 역할을 하는 ‘TrkB–ERK–CREB–BDNF’ 신호 전달 체계를 유의미하게 회복시키는 분자 기전을 나타냈다.
특히 만성 스트레스 호르몬인 ‘코르티코스테론’을 지속해서 투여받아 심각한 우울 유사 행동을 보이는 동물 모델에 해당 균주들을 경구 투여한 실험에서는 극적인 개선 효과가 관찰됐다.
아울러 균주 투여 후 생쥐의 우울 행동이 눈에 띄게 감소했을 뿐만 아니라 감정 및 기억 형성을 관할하는 핵심 뇌 영역인 ‘해마’ 내 신경영양인자(BDNF) 발현 수준이 정상 범주로 회복되는 것을 확인했다.
정혜종 책임연구원은 “이번 연구는 특정 장내 미생물이 장-뇌 축을 거쳐 뇌 신경세포 내 신호 전달 체계를 직접 관장할 수 있음을 규명한 정밀의학 성과”라며 “향후 마이크로바이옴을 활용한 차세대 우울증 예방 및 정밀 치료 기술 개발을 앞당길 것”이라고 설명했다.
