장내 세균이 알츠하이머병 감소에 기여할 수 있는 역할에 대한 더 많은 증거

연구에 따르면 장내 세균이 없는 동물은 정상적인 마이크로바이옴을 가진 동물보다 신경 퇴화율이 낮았습니다.

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매혹적인 새로운 연구는 우리 장에 있는 수조 개의 미생물이 우리의 뇌 건강에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대해 더 많은 것을 밝혀냈습니다.

 동물 연구에 따르면 알츠하이머병에 걸리도록 조작된 쥐는 장내 세균 없이 사육되었을 때 신경퇴행 징후가 훨씬 적었다.

이 새로운 연구는 마이크로바이옴과 알츠하이머병의 다른 주요 병원성 징후인 타우 축적 사이의 관계에 대한 조사와 함께 그 연구를 따릅니다.

 이 연구는 또한 장내 미생물이 있는 쥐와 없는 쥐 사이에서 신경 퇴화의 실제 차이가 무엇인지 조사했습니다.

첫 번째 테스트는 태어날 때부터 완전히 살균된 환경에서 자란 쥐를 대상으로 했습니다.

 무균 마우스라고 불리는 이 동물들은 어떤 종류의 장내 미생물 군집도 발달시키지 않고 자랍니다.

 많은 양의 타우 단백질을 발현하도록 조작했을 때, 이 무균 마우스는 정상적인 조건에서 자란 동물에 비해 40주령에 신경 퇴행이 현저히 적은 것으로 나타났습니다.

다음 테스트는 2주령에 미생물군을 제거하기 위해 강력한 양의 항생제를 투여한 정상적으로 사육된 쥐를 조사했습니다.
 여기에서 동물 간의 성별에 따른 차이가 분명해지면서 상황이 조금 더 복잡해지기 시작했습니다.

수컷 쥐에게 2주령에 항생제를 투여했을 때 예상보다 40주령까지 뇌 손상이 덜 발생했습니다.

 그러나 암컷 쥐는 유사한 보호 효과를 나타내지 않았으며 항생제는 40주째 뇌 손상 수준을 감소시키지 못했습니다.

"우리는 이미 뇌종양, 정상적인 뇌 발달 및 관련 주제에 대한 연구를 통해 남성과 여성 뇌의 면역 세포가 자극에 매우 다르게 반응한다는 것을 알고 있습니다."라고 연구의 수석 저자인 David Holtzman이 말했습니다.

 "그래서 우리가 마이크로바이옴을 조작했을 때 응답에서 성별 차이를 본 것은 그다지 놀라운 일이 아닙니다.

비록 이것이 알츠하이머병 및 관련 장애를 앓고 있는 남성과 여성에게 정확히 무엇을 의미하는지 말하기는 어렵지만."이전 연구의 단서에 따라 연구자들은 또한 신경퇴화에 대한 몇 가지 특정 장내 세균 대사 산물의 영향을 조사했습니다.

 주요 초점은 아세테이트, 부티레이트 및 프로피오네이트와 같은 단쇄 지방산(SCFA)이었습니다.

무균 생쥐의 식수에 이러한 대사 물질을 첨가했을 때 동물은 이후 상당한 수준의 신경 퇴화를 일으켰습니다.

 그러나 다음 미스터리는 주요 뇌 면역 세포가 이러한 특정 대사 산물에 반응하는 수용체를 가지고 있지 않을 때 이러한 SCFA가 신경 염증을 유발할 수 있는 방법이었습니다.

여기에서 연구자들은 말초 순환 면역 세포가 SCFA에 의해 활성화된 후 뇌에서 면역 활동을 유발하는 일종의 연쇄 반응이 일어날 수 있다고 가정합니다.

 그리고 이 메커니즘은 장내 세균이 신경 퇴화를 유발하는 역할을 하는 방식일 수 있습니다.

물론 이러한 발견은 신경변성 질환을 치료하기 위해 마이크로바이옴을 치료적으로 조작할 수 있는 방법에 대한 구체적인 통찰력을 제공하려면 아직 몇 년이 더 걸립니다.

 이러한 SCFA를 생성하는 장내 세균의 수준을 단순히 줄이는 것은 이러한 대사 산물이 다른 건강한 생리적 기능에 중요하기 때문에 실현 가능하지 않습니다.

 사실, 최근의 고혈압 연구에서는 내장에서 SCFA 생산을 증가시키도록 설계된 가공 섬유 보충제 가 사람의 혈압을 효과적으로 낮출 수 있음 을 발견 했습니다.

Holtzman은 여전히 ​​마이크로바이옴을 조작하고 신경 퇴화를 늦추거나 예방할 수 있는 방법이 있을 수 있다고 확신합니다.

 그러나 알츠하이머병에 대한 입증된 생균제 치료법을 찾기 전에 아직 배워야 할 것이 많습니다.

"내가 알고 싶은 것은 유전적으로 신경퇴행성 질환이 발병할 예정인 쥐를 데려다가 동물이 손상 징후를 보이기 직전에 미생물 군집을 조작했다면 신경퇴행을 늦추거나 예방할 수 있었느냐는 것입니다.

" Holtzman은 추측했습니다.

 “그것은 아직 인지적으로 정상이지만 장애가 발생하기 직전인 중년 후기에 치료를 시작하는 것과 같습니다.

 신경 퇴행이 처음으로 명백해지기 전에 이러한 유형의 유전적으로 감작된 성인 동물 모델에서 치료를 시작할 수 있고 그것이 효과가 있음을 보여줄 수 있다면 그것은 우리가 사람들에게 테스트할 수 있는 종류의 것일 수 있습니다.

”새로운 연구는 사이언스 에 게재되었습니다 .출처: 

세인트루이스 워싱턴 대학교 의과대학

2017년에 발표 된 

는 생쥐에서 장내 세균과 알츠하이머병과 관련된 독성 단백질 축적 사이의 이상한 관계를 보고했습니다.

 이 연구는 아밀로이드 단백질 플라크를 생성하도록 조작된 마우스가 장내 박테리아를 보유하지 않도록 사육되었을 때 뇌 아밀로이드 응집체가 더 적은 것으로 나타났습니다.

 

"장내 미생물 조절로 질병 치료·노화 억제 가능"

 

<ⓒ게티이미지뱅크>

 

“프로바이오틱스, 포스트바이오틱스 투여와 식이조절(프리바이오틱스), 즉 장내 미생물 조절을 통해 각종 질병의 치료와 예방, 노화과정을 억제할 수 있다는 의학적 근거들이 보고되고 있습니다.”

이동호 분당서울대병원 소화기내과 교수는 11일 '뉴노멀시대 프로바이오틱스의 역할'을 주제로 열린 2021 한국유산균·프로바이오틱스학회에서 “장내 미생물 변화는 소화기계 질환, 뇌신경질환, 알레르기질환, 대사증후군, 비만, 심장질환, 암, 항생제 유발 장염, 각종 감염 질환 등 현대인 질병 전반, 노화와 연관이 있다”며 “장내세균총 조절로 질병예방, 진단, 치료를 도모할 수 있으며 노화과정을 억제할 수 있다”고 말했다.

이 교수는 초고도비만, 자폐증, 알레르기, 자가면역질환, 소화장애 등 21세기형 질병의 증가가 마이크로바이옴의 변화와 연관이 있다고 설명했다.
마이크로바이옴이란 미생물(Microbe)과 생태계(Biome)를 합친 용어로 인체 여러 부위에 공생하는 미생물과 그 유전정보를 일컫는다.
최근 마이크로바이옴과 질병의 관계를 규명하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
최근에는 장내 미생물과 암의 상관관계를 규명한 연구 논문도 속속 발표되고 있다.

프로바이오틱스 투여를 통해 장내 세균총의 구성과 대사산물을 변화시키고 유해균의 수를 줄일 수 있다.
프리바이오틱스는 이러한 유익균의 먹이가 되는 식이섬유를 뜻한다.
포스트바이오틱스는 프로바이오틱스와 프리바이오틱스, 여기에 유익균이 분비한 대사산물까지 더해진 개념이다.

이 교수는 “최근 연구에서 암 조직에 붙어있는 마이크로바이옴에 따라 췌장암 예후가 달라진다는 연구 결과도 나왔다”면서 “암 연구나 치료에 있어서도 컴퓨터단층촬영(CT)나 자기공명영상(MRI) 같은 이미지 뿐만 아니라 암 조직에 마이크로바이옴과 면역을 조절하는 마이크로바이옴을 함께 연구해야한다”고 강조했다.

그러면서 프로바이오틱스가 예방하거나 치료할 수 있는 질환으로 암, 심장질환, 고혈압, 우울증, 자폐증, 정신분열증, 알츠하이머 치매, 비알코올성지방간염(NASH), 자가면역질환, 노화 등을 들었다.

그는 “장 내에 유익균은 신경망, 면역세포, 호르몬 체계와 소통을 주고받으며 전신에 영향을 준다”면서 “식사와 장내세균총은 유전자의 발현에도 영향을 미쳐 암과 기타 질병 발생에 영향을 주기 때문에 식단 관리과 운동을 통해 장내 미생물을 바꿔주면 질병 발생 위험을 줄일 수 있다”고 말했다.

코로나19와 장내 미생물 환경과 연관성도 언급했다.
코로나19 예방과 치료에 프로바이오틱스와 프리바이오틱스의 영향이 크다는 설명이다.

이 교수는 “장내 미생물이 면역에도 영향을 미쳐 장내 미생물이 좋지 않은 사람이 코로나19를 더 심하게 겪는다는 연구 결과가 발표됐다”면서 “코로나19 시대에 장-폐 연결축(gut-lung axis)이 중요한 이슈가 되고 있다”고 설명했다.

정현정기자 iam@etnews.com