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위장 억제 박테리아-면역세포 연관성 연구, 위염 치료에 효과적
등록일 : 2018-07-02 15:12 | 최종 승인 : 2018-07-02 15:12
심현영
▲위장관 (출처=바이미오)

[메디컬리포트=심현영 기자] 속 쓰림, 소화 장애 등 증상이 나타나는 위염은 전 세계 수많은 사람들이 앓고 있는 질병이다. 최근 워싱턴대학 연구진이 효과적인 치료법을 개발, 위장에서 과잉 가스를 제거하지 못하는 사람들에게 희소식이다.

면역 세포는 위장을 순찰하면서 섭취한 음식물에 들어있는 해로운 박테리아가 체내로 들어오지 못하게 막는 감시병 기능을 한다. 이와 유사하게 위장에 들어있는 내성 촉진 세포는 염증을 자극하는 세포와 균형을 이뤄 위장 염증을 예방한다.

워싱턴대학 연구진은 락토바실러스 루테리라는 위장 억제 박테리아와 내성이 있으며 비염증성 위장 체계를 촉진하는 면역세포 간에 연관성이 있다는 것을 밝혀냈다.

이번 연구의 선임 저자인 마크로 콜로나 박사는 "장내 미생물의 일부인 락토바실러스 루테리와 내성을 촉진하는 세포의 발달 간 연관성을 발견했다"고 밝혔다.

쥐 모델에서의 위장 억제 박테리아에 대한 이해

연구팀은 면역 세포를 촉진하는 내성을 이해하기 위해 유전적으로 동일한 쥐 모델을 사용해 연구를 실행했다. 연구에 사용된 쥐는 서로 격리된 두 개 그룹에서 길러졌다.

루이자 서반테스 바라간 박사는 한 그룹에서 한 개의 쥐 그룹에서는 해당 면역 세포를 가지고 있었으며, 또 다른 쥐 그룹에서는 가지고 있지 않아, 환경적 요인이 세포 발달에 영향을 미친다는 사실을 설명했다.

연구진은 두 쥐 그룹의 DNA를 서열 분석 후, 위장 억제 미생물과 위장에 감염을 일으키는 바이러스와 균류, 박테리아 간 연관성이 있다는 사실을 밝혀냈다. 내성 세포를 만들어낸 그룹에서는 여섯 종 박테리아가 있었지만, 내성 세포가 없는 그룹에서는 박테리아가 존재하지 않았다.

연구진은 박테리아를 유도하는 세포를 이해하기 위해, 쥐 모델을 무균 상태에서 출생시킨 후 소독 상태로 만들었다. 또, 락토바실러스 루테리를 무균 상태 쥐에 주입하자 내성 면역 세포가 성장했다.

이 내성 면역 세포가 면역 체계에 영향을 미치는 방법을 확인하기 위해 락토바실러스 루테리를 용액 속에서 배양한 후, 격리된 쥐 그룹에서 채취한 박테리아가 없는 미성숙한 면역 세포가 들어있는 용액 속으로 옮겼다.

면역 세포는 내성 촉진 세포 속에서 빠르게 성장했다. 연구진이 용액 속 활성 요소를 정화하자, 인돌-3-젖산으로 주로 알려진 트립토판 산물이 확인됐다.

▲박테리아 모식도(출처=위키미디어 커먼스)

소장에는 CD4+ 세포(면역 세포)를 생성하는 이중 양성 상피 T림프구(DP IELS)가 들어 있었다. 이 면역 세포는 조절 기능을 한다. 연구진은 락토바실러스 루테리 박테리아를 가지고 있는 쥐 모델에서 DP IELS 세포(내성 촉진 세포)를 유도했다.

트립토판은 단백질 구성요소며, 사람이 먹는 식단의 일반적인 요소다. 견과류나 콩류, 계란, 가금류, 치즈, 씨앗류, 요구르트, 초콜릿 등을 포함해 단백질이 풍부한 식품에 들어있다. 연구용 쥐 먹이에도 함유된 성분이다.

쥐 먹이에 들어있는 트립토판의 양을 이중으로 늘릴 때 내성 촉진 세포의 수도 50% 가량 증가했다. 트립토판의 수치가 절반으로 감소하면, 내성 촉진 세포 수도 절반 이하로 줄었다.

마르코 콜로나 박사는 "쥐의 먹이에 트립토판 성분이 많을수록, 면역 세포의 수도 증가했다"고 말했다.

연구진은 락토바실러스 루테리 박테리아에 들어있는 트립토판 부산물은 내성 촉진 세포의 성장을 유도한다는 사실을 확인했다.

서반테스 바라간 박사는 "이러한 세포는 장 표면에 있는 염증을 억제할 수 있다"고 설명했다.

이전 연구에 따르면, 쥐 모델에서 볼 수 있는 것과 동일한 내성 촉진 세포를 가지고 있다. 또한 사람의 소화관에는 락토바실러스 루테리 박테리아가 들어있다.

서반테스 바라간 박사는 락토바실러스 루테리 박테리아에 들어있는 트립토판 수치가 높을수록 내성 촉진 세포 성장을 자극할 수 있다고 주장했다.

연구진들은 이번 연구를 통해 특정 박테리아가 아릴 하이드로카본을 활성화시키는 트립토판의 인돌 파생물을 생성해, 면역세포를 위장 면역체계의 내성을 촉진하는 면역조절세포로 바꾼다는 사실을 확인했다.

아직까지 연구진은 락토바실러스 루테리에 들어있는 트립토판 부산물이 사람의 내성 촉진 세포의 성장을 자극하는지 여부를 확인하지 못했지만, 염증성 장 질환 환자들은 트립토판 관련 유전자가 결핍된 것으로 밝혀졌다.

이번 연구 결과가 사람 대상 임상시험을 통과하면 락토바실러스 루테리 박테리아와 단백질이 풍부한 식단을 결합해 효과적인 위장 면역 체계를 구축, 장내 가스 염증 질환자 치료에 기여할 것으로 보인다.

[메디컬리포트=심현영 기자]

[메디컬리포트=심현영 기자]

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