[헬쓰in논문] 장내 유익균이 노화나 수명에도 영향을 줄 수 있다는 동물모델을 이용한 연구결과가 소개됐다.
한국연구재단(이사장 이광복)은 2일, KAIST 조병관 교수와 한국생명공학연구원 이철호-김병찬 박사로 구성된 공동연구팀이 노령 쥐에 장내 유익균을 경구 투여해, 건강 수명 연장 가능성을 확인했다고 밝혔다.
이번 연구 성과를 담은 논문은 SCI급 국제학술지 '마이크로바이옴(Microbiome, IF=15.677)' 지난해 12월 15일자 온라인판에 게재됐다.
논문명은 'Ageing and rejuvenation models reveal changes in key microbial communities associated with healthy ageing'이며, KAIST 조병관 교수와 한국생명공학연구원 이철호, 김병찬 박사가 공동교신저자로, KAIST 신종오 박사와 한국생명공학연구원 노정란 박사가 공동제1저자로 참여했다.
연구팀의 조병관 교수는 "연구팀은 노화 및 회춘 마우스 모델 내 장내 미생물 메타게놈 데이터 분석을 통해 아카먼시아 미생물 및 부티레이트 생합성 경로 관련 유전자들이 회춘에 중요한 역할을 하고 있음을 규명했다"며 "이번 연구에서 입증한 아마컨시아 미생물과 같은 유익균의 경구 투여는 노화 쥐의 장 완전성, 근육 기능, 면역체계의 노화 관련 표현형을 개선하여 건강 수명의 증대 가능성을 제시했다"고 말했다.
소화기 건강은 물론 암, 우울증, 비만, 치매, 파킨슨병, 당뇨뿐만 아니라 전신염증, 노화 같은 다양한 질병과 마이크로바이옴과의 상관관계에 대한 연구가 활발하다.
마이크로바이옴(Microbiome)은 장 속에 공존하는 수십억 마리의 미생물 군단으로, 체내에서 영양분 흡수, 면역체계 조절, 뇌 발달조절 등 중요한 역할을 한다.
건강 수명은 보통 유전적 요인과 환경적 요인의 상호작용으로 결정되는데, 노화가 진행되면서 장(腸)벽 기능 저하와 투과성 증가는 노화의 원인 중 하나인 만성염증의 원인이 될 수 있다.
노화가 진행됨에 따라 장내 미생물 구성 역시 끊임없이 변화되며, 이러한 변화는 건강과 수명에 큰 영향을 미친다.
때문에 외과적 방법으로 젊은 쥐와 노령 쥐의 혈액을 공유하는 파라바이오시스(Parabiosis) 모델이나 조로증 마우스 모델에 젊은 쥐의 장내 미생물을 전달하여 수명을 증대시키는 연구 등도 이 때문이다.
하지만 현재까지 다양한 회춘방법에 따른 노화과정과 장내 미생물군 유전체의 변화는 아직 비교된 바 없으며, 유익한 장내 미생물을 이용하여 노령 쥐의 건강 수명을 연장한 연구는 없었다.
이에 연구팀은 노화 및 회춘 생쥐모델을 구축하고, 장내 미생물 메타게놈 분석을 진행하여 아카먼시아 미생물 및 부티레이트(Butyrate) 생합성 경로 관련 유전자들이 회춘에 중요한 역할을 하고 있음을 규명하였다.
[그림설명] 노화 마우스 모델 및 회춘 마우스 모델 메타게놈 분석
나아가 아카먼시아 미생물을 노령 쥐에 경구 투여하여 마이크로바이옴 패턴을 변경해, 노령 쥐의 장 건강, 근육 기능, 인지능력 그리고 면역체계의 노화 관련 표현형을 개선하여, 결과적으로 노령 쥐의 건강 수명을 연장했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술 개발사업 등의 지원으로 수행됐다.
