마이크로바이옴 지도

세계 최초 '인체 질병 연관 미생물 지도' 나왔다

2024.08.21 11:30

 

GIST, 영국·스웨덴·프랑스 연구팀과 공동 발표

'인체 질병 마이크로바이옴 지도' 연구 성과를 정리한 그래프. 광주과학기술원(GIST) 제공

 

국내 연구진이 참여한 국제공동연구팀이 19개국 빅데이터를 분석해

23개 질병과 연관된 장내 마이크로바이옴(미생물) 특징을 규명했다.

장에 서식하는 미생물 집단 유전체 특성을 밝힌 이번 연구 결과는 비침습적인 치료법의 단서가 될 것으로 기대된다.

광주과학기술원(GIST)은 이선재 생명과학부 교수 연구팀이

영국 킹스칼리지 런던, 스웨덴 왕립공과대, 프랑스 국립농업식품환경연구소(INRAE) 공동연구팀과 함께

인체 질병 마이크로바이옴 지도를 세계 최초로 공개했다고 21일 밝혔다.

 

장내 미생물인 마이크로바이옴은 우리 몸의 면역 시스템을 조절하는 데 중요한 역할을 한다.

인간 장내 미생물군집은 인간의 장에 서식하는 다양한 박테리아, 바이러스, 곰팡이 및 기타 미생물을 뜻한다.

최근 연구에 따르면 장내 미생물군집 구성 변화와 우울증, 알츠하이머, 제2형 당뇨병과 같은 질병 발병 사이에 강한 연관성이 있는 것으로 나타났다.

 

장내 미생물군집은 질병과 깊은 연관성이 있는 것으로 알려졌지만

실험 목적으로 건강한 장내 미생물군집을 구성하기는 어려워 다양한 지역과 질병에 걸쳐 진행된 연구는 거의 없었다.

 

연구팀은 기존에 공개된 전 세계 19개국 장내 마이크로바이옴 빅데이터를 분석해

당뇨병, 염증성 장질환, 우울증 등 23개의 질병에 연관된 장내 마이크로바이옴의 특징을 규명했다.

북미, 유럽, 남아시아 및 동아시아 전역에서

6014개의 인간 장내 미생물 유전체 데이터(샷건 메타지놈 데이터)를 심층 분석했다.

메타분석과 기계학습 모델을 이용해 건강한 개인과 특정 질병을 가진 사람에게 어떤 박테리아가 가장 많이 나타나는지를 분류하고 특정 기능을 특정 박테리아와 연결시켰다.

 

분석 결과 환자들의 장내 마이크로바이옴에서는 유해균인 푸소박테륨, 클로스트리듐, 연쇄상구균 균주가 증가했고 

장내 유익균인 라크노스시라피에에 속하는 단쇄지방산(유익균이 섭취한 식물 섬유소를 대사해 생산되는 지방산)

생성 균주가 감소한다는 점이 발견됐다.

 

연구진은 특정한 질병에서 나타나는 마이크로바이옴의 특징이

서구화된 나라의 정상인에게도 연관돼 있다는 사실도 확인했다.

서구화된 식생활을 영위하면서도 장 건강을 회복할 수 있는 식습관이 중요하다는 분석이다.

 

이선재 교수는 “이번 연구 결과를 통해서 그동안 소규모로 수행된 연구의 한계로 인해 제대로 규명되지 못했던 인체 질병 마이크로바이옴의 실체를 더욱 선명하게 밝힐 수 있게 됐다”며

“앞으로 대장암이나 췌장암 등을 분변 검사만으로도 조기 진단하고 예후를 예측할 수 있는 마이크로바이옴 기반의 비침습적 질병 치료를 위한 바이오마커 개발이 가속화될 것”이라고 말했다.

 

이 교수는 이어 “뿐만 아니라 정밀 식이모델 개발 또는 맞춤형 프로바이오틱스 개발을 통해서 데이터 기반의 개인 맞춤형 치료법 개발 역시 가속화될 것으로 예상한다”고 덧붙였다.

이번 연구 결과를 담은 논문은 국제학술지 ‘지놈 리서치’에 지난달 23일 게재됐다. 

 

장내 미생물 전체 지도를 규명한 국제공동연구팀. 왼쪽부터 이선재 GIST 교수, 사이드 소에이 영국 킹스칼리지런던 교수, 마티아스 율렌 스웨덴 KTH 왕립공과대 교수, 두스코 에리히 프랑스 INRAE연구소 교수. GIST 제공

 

 

출전

세계 최초 '인체 질병 연관 미생물 지도' 나왔다 : 동아사이언스 (dongascience.com)

세계 최초 '인체 질병 연관 미생물 지도' 나왔다