인체 장내세균_한국의과학연구원 마이크로바이옴센터

[하은초]

세컨드 게놈(Second genome)! 인체 장내세균_한국의과학연구원 마이크로바이옴센터

크립스

2019. 3. 7. 9:29

마이크로바이옴(Microbiome, 장내세균)은 인간의 몸속에서 공존하는 미생물의 유전정보 전체를 뜻하며 단일 생명체의 유전정보 전체를 뜻하는 게놈(Genome)의 집합체를 일컫는다. 따라서 인체 마이크로바이옴(Human Microbiome)은 인간 몸체 안팎에 서식하고 있는 미생물들과 그들의 유전정보 전체를 말한다. 인간은 출생부터 죽음에 이르기까지 미생물과는 떼려야 뗄 수 없는 관계로 인체 곳곳에 존 재하는 미생물의 수는 인간 세포의 2배 이상, 그리고 미생물들의 유전자 총합은 인간 유전자 개수의 100배 이상으로 알려져 있다. 인체 마이크로바이옴은 신체 다양한 부위에 따라서 해 당 부위에 서식하는 미생물들의 종류가 달라지고, 그에 따라 서로 다른 특성을 가지게 된다.

(신체 피부에 존재하는 미생물 군집_출처:미국국립보건원 주관 인체 마이크로바이옴 프로젝트 자료)

인체 마이크로바이옴은 그 구성에 따라서 인간의 건강에 지대한 영향을 미치기도 한다. 인체에 서식하며 인간에게 해를 끼치지 않으면서 공생하는 일부 미생물은 세포가 만들 수 없는 대사물질을 생성하거나 병원균의 생장을 억제하는 등 인간에게 유익한 효과를 나타내는데 이 미생물을 유익균이라 한다. 하지만 다른 신체 부위 혹은 컨디션 등 환경 조건에 따라서는 병원성을 나타내는 유해균도 존재한다. 또한 인체 여러 부위 중 장내에는 가장 많은 다양한 미생물들이 서식하고 있는데, 경우에 따라서는 장내 마이크로바이옴을 인체 마이크로바이옴이라고 표현하기도 하며, 그 수와 다양성이 매우 커서 인간의 세컨드게놈(Second genome)이라고 불리기도 한다. 이러한 장내 마이크로바이옴은 장질환뿐만 아니라 비만이나 당요병과 같은 대사질환, 아토피와 같은 피부질환, 그리고 최근에는 우울증등의 정신질환과 노화 등 다양한 질병과 인간 건강에 큰 영향을 미친다고 연구되고 있다.

특히, 염증성 질환과 장내 마이크로바이옴간의 상관성을 밝히는데 가장 많은 연구가 집중되었고 이는 현재까지도 가장 활발히 연구되고 있는 분야이다. 그 중에서도 위장관계의 염증성 질환 중 하나인 염증성 장질환(IBD: Inflammatory Bowel Disease)은 위장관 메타케놈(MetaHIT: Matagenomics of the Human Intestinal Tract)에서 질병과 장내 마이크로바이옴과의 연관성을 분석하기 위한 질병 모델로 선택되었다. 크론병과 궤양성대장염으로 대표되는 염증성장질환은 발병 요인이 개인의 유전적 타입이나 면역 시스템의 문제 혹은 식습관 등의 환경적 요인이나 장내 마이크로바이옴의 변화 등으로 매우 다양한 요소에 의해 발병할 수 있지만 아직 그 발병 기작이 명확히 밝혀지지 않았다. 하지만 발병의 대부분이 유럽과 북아메리카 등 서구 사회이고, 발병에 관여하는 인간 유전자 요소도 서양인들의 유전체 분석을 통해 보고되었다. 하지만 최근 서양인과는 전혀 다른 유전자 타입을 가진 우리나라를 포함한 동남아시아 지역에서도 그 발병 빈도가 증가하고 있는 것으로 보아 인간의 유전적 타입보다 서구화된 식습관과 그에 영향을 많이 받는 장내 마이크로바이옴이 발병 요인으로 함께 주목을 받고 있다.

장내 마이크로바이옴과 염증성 질환간의 상관성을 밝히는 연구는 염증성 장질환 외에 아토피 피부염과 같은 염증성 피부 질환에서도 활발히 연구가 진행되었다. 장내에는 가장 많은 수의 면역 세포들이 존재하고 있다. 따라서 장내 마이크로바이옴의 차이가 인간의 면역 시스템에도 영향을 미치고 이것이 장 건강과는 상관없을 것 같이 여겨지는 피부 질환으로까지 나타날 수 있다는 것이다. 실제로 건강한 사람과 아토피 질환을 앓고 있는 사람의 장내 마이크로바이옴을 비교 분석한 연구 결과는 현재 그 차이를 이용해 아토피피부염 증상을 완화시키는 치료제 개발에 활용되고 있다. 특히, 건강한 사람의 장내나 김치 등의 발효 식품으로부터 분리한 유용균을 프로바이오틱스로써 섭취하였을 때 아토피피부염의 증상이 완화된다는 보고도 있을 뿐만 아니라 이는 이미 제품 으로도 판매가 되고 있다. 염증성 질환과 함께 초기 장내 마이크로바이옴 연구의 주요 타겟이 된 질환은 비만과 당뇨병과 같은 대사 질환으로 장내 마이크로바이옴에 의한 대사가 장내 전체 대사에 영향을 미치고 이것이 개인의 특성 대사 활동에 영향을 줄 수 있다는 것이다. 특히, 이러한 대사 질환은 유전적으로 조작한 질병 마우스 모델과 무균 마우스를 이용 하여 특정 질병에 대한 장내 마이크로바이옴의 영향을 입증하기도 하였다. 

▣ 마틴 블레이저 교수 / 휴먼마이크로바이옴 프로젝트 뉴욕 센터장

“질병을 앓고 있는 사람들의 마이크로바이옴을 보면 건강한 사람과 다르다는 것을 알 수 있습니다. 그래서 저희의 관심사는 아이들이 제대로 세균을 보유하고 성장하는 부분입니다. 최근 몇 년 동안 연구한 부분은 사람들에게 정상적인 세균들을 회복시키는 것입니다. 천식, 알레르기, 자가면역질환, 자폐증, 비반 등 많은 질병의 발생률이 증가하고 있습니다. 우리 몸의 마이크로바이옴이 변하고 있기 때문이라고 생각하는 거죠. 우리에게 필요한 중요한 세균들이 사라지고 있기 때문이죠.‘

이처럼 미생물의 변화는 우리 인간 세포 활동의 변화를 발생시켜 질병을 유발하거나 진행에 기여하기에 이러한 미생물 군집과 숙주 사이, 즉 우리 몸속에서 함께 살고 있는 미생물들과 우리 사이의 상호작용 과정을 이해하는 것이 질병의 원인 등을 파악하는데 도움될 수 있을 것으로 보고 있다.

한국의과학연구원에 따르면 장건강을 위해선 먼저 자신의 장내환경을 살피는 노력이 필요하다고 강조한다. 지금까지 항생제를 복용한 적이 있거나 묽은 변이나 설사, 변비가 잦은 경험이 있다면 장내세균분석을 통해 어떤 세균이 장에 우점하고 있는지 확인해 볼 필요가 있다. 현재 ​한국의과학연구원은 마이크로바이옴에 대한 연구가 활발히 진행중이며 국내 최대 규모의 마이크로바이옴 연구센터에서 장내세균분석과 차세대염기서열분석(NGS)을 진행하고 있다. 장내세균분석은 협력의료기관을 통해 이용 가능하며 장내세균총의 기본적인 데이터 수치를 파악하여 질 높은 치료를 할 수 있도록 분석 수행하고 있다.

한국의과학연구원 홈페이지 : http://www.okkr.kr/

[예송]

한국의과학연구원이 제가 공부한 기초가되는 곳입니다~

장내미생물~
마이크로바이옴 알면 알수록 대단하고 광범위합니다~

오늘도 3시간이 넘게 강의를 하고 환자들 상담하고 9시가 넘어 귀가했네요~

오늘은 좀 피곤하네요...
환자들의 상태가 긴 상담이 필요했답니다~

편한밤 되세요...