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"콜레라균에 대항하는 장내 미생물종 규명" 연세대 윤상선 교수 논문, 국제학술지 게재미생물 분야 국제학술지 ‘마이크로바이옴(Microbiome)’ 9월 14일 게재
장내 미생물균총의 변화가 감염 저항성 변화에 미치는 영향을 보여주는 개념도 / 자료이미지=한국연구재단

[위즈뉴스] 한국연구재단은 6일, 연세대 윤상선 교수 연구팀이 생쥐에서 콜레라균에 저항하는 장내 미생물 균주를 찾아내고 이 균주에 의한 감염 저항기전을 규명했다고 밝혔다.

항생제 저항성 세균 출현의 우려 가운데 장내에 존재 하는 유용한 공생미생물로 외부에서 침입한 세균을 물리칠 수 있는 감염 대응 전략으로의 관심이 이어질 것으로 기대된다.

이번 연구성과를 담은 논문은 'Commensal-derived metabolites govern Vibrio cholerae pathogenesis in host intestine'이라는 제목으로 미생물 분야 국제학술지 ‘마이크로바이옴(Microbiome)’ 9월 14일에 게재됐다. 

연구진은 사람과 달리 콜레라균(Vibrio cholerae)에 잘 감염되지 않는 정상 생쥐에 클린다마이신이라는 항생제를 처리하면 생쥐가 콜레라균에 취약해지는 것에 주목했다.

클린다마이신(Clindamycin)는 혐기성 세균을 선택적으로 제거하는 린코사미드계열 항생제로 세균이 단백질을 생성하지 못하도록 유도한다.

연구진은 클린다마이신에 의해 생쥐의 장에서 박테로이데테스(Bacteroidetes)에 속하는 미생물 종들이 사라지는 것을 통해 이러한 미생물 균총의 변화와 콜레라균 감염과의 상관관계를 알아냈다.

이를 검증하기 위해 장내 미생물이 존재하지 않는 무균 생쥐에 박테로이데스 불가투스를 이식하고 콜레라균에 노출시킨 결과 훨씬 더 높은 감염 저항성을 보이는 것을 확인하였다.

박테로이데스 불가투스(Bacteroides vulgatus)는 불가투스(Bacteroidetes) 그룹에 속하는 미생물들 중에서 가장 높은 빈도로 존재하는 공생미생물 종이며, 사람보다는 생쥐의 장에 더 높은 빈도로 존재하는 것으로 알려져 있다.

나아가 박테로이데스 불가투스에 의한 구체적 감염억제 기전을 규명하기 위해 생쥐의 장 속에 존재하는 미생물에 의한 대사산물(metabolite)을 분석했다.

박테로이데스 불가투스가 정상적으로 존재하는 생쥐의 장에는 짧은 길이의 지방산(short chain fatty acid)이 많았으나, 클린다마이신에 의해 이 미생물 종이 사라지면 콜레라균이 에너지원으로 활용할 수 있는 여러 영양소(아미노 당, N-acetyl amino sugars)들이 높은 농도로 존재하고 있음을 확인했다.

짧은 길이의 지방산은 콜레라균의 증식을 억제하는 것으로 확인했다. 장내 미생물균총의 변화는 곧 미생물이 만드는 대사체의 변화로 이어지고, 이것이 침입하는 병원성세균을 상대하는 숙주의 감염 저항성을 결정하는 주요 인자가 된다는 것을 의미한다.

윤상선 교수 / 사진=한국연구재단

연구팀의 윤상선 교수는 "장내미생물균총의 분포가 병원성 세균의 감염 저항성에 영향을 미칠 수 있다는 가설은 이미 오래 전에 제시되어 있었다"면서 "이번 연구를 통해 감염억제 능력을 보이는 공생미생물 한 종(Bacteroides vulgatus)을 특정지어 규명했으며, 이 균종의 존재가 감염 저항성에 어떤 영향을 미치는지를 대사체 수준에서 이해하게 되었다'고 설명했다.

이어 "항생제에 의존적이지 않은 신개념 감염치료전략 수립에 도움이 될 것으로 기대한다"며 "감염억제를 목적으로 하는 의료용 프로바이오틱스로의 개발이 가능하지 않을까 생각하고 있다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 바이오의료기술개발사업 및 중견연구자지원사업의 지원으로 수행됐다.

정 현 기자  rovin@wiznews.co.kr

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