[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국연구재단(NRF)은 KAIST 생명과학과 조병관 교수팀이 이철호, 김병찬 박사팀(한국생명공학연구원)과 공동으로 노령 쥐에 장내 유익균을 경구 투여, 건강 수명 연장 가능성을 확인했다고 7일 밝혔다.
암, 우울증, 비만, 치매, 당뇨, 노화 등과 같은 다양한 질병과 마이크로바이옴과의 상관관계에 대한 연구가 활발하다.
마이크로바이옴(Microbiome)은 장 속에 공존하는 수십억 마리의 미생물 군집으로 체내에서 영양분 흡수, 면역체계 조절, 뇌 발달조절 등 중요한 역할을 한다.
특히 노화가 진행됨에 따라 장내 미생물 구성 역시 끊임없이 변화되며 이러한 변화는 건강과 수명에 큰 영향을 미친다.
이 때문에 외과적 방법으로 젊은 쥐와 노령 쥐의 혈액을 공유하는 파라바이오시스(Parabiosis) 모델이나 조로증 마우스 모델에 젊은 쥐의 장내 미생물을 전달해 수명을 증대시키는 연구가 진행되고 있다.
하지만 현재까지 다양한 회춘방법에 따른 노화과정과 장내 미생물군 유전체의 변화는 아직 비교된 적이 없으며 유익한 장내 미생물을 이용해 노령 쥐의 건강 수명을 연장한 연구도 없었다.
이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 노화 및 회춘 생쥐모델을 구축하고 장내 미생물 메타게놈 분석을 진행해 아카먼시아 미생물 및 부티레이트(Butyrate) 생합성 경로 관련 유전자들이 회춘에 중요한 역할을 하고 있음을 규명했다.
연구과정을 보면 여러 연령대의 노화 모델을 만들고 장내 마이크로바이옴의 구성과 메타게놈의 기능을 분석했다.
메타게놈 분석은 특정 환경 시료에 존재하는 모든 유전체의 집합을 동시에 분석하는 것으로써 시료 내 존재하는 전체 미생물 군집을 파악할 수 있을 뿐만 아니라 군집 내 어떤 대사회로가 있는지 확인할 수 있다.
이 분석 결과, 젊은 쥐에는 유익균으로 알려진 아카먼시아를 포함한 5종의 미생물이 유의하게 높은 비율로 존재함을 확인했고 노령 쥐에서는 유해균으로 알려진 파라프레보텔라(Paraprevotella)를 비롯한 13종의 미생물이 높은 비율로 존재함을 확인했다.
특히 회춘 모델 분석 결과, 3가지 회춘 모델 모두에서 노령 쥐에서 유의하게 많이 발견되었던 유해 미생물은 감소함을 확인했다.
이 연구결과에 의하면 아카먼시아 미생물을 노령 쥐에 경구 투여해 마이크로바이옴 패턴을 변경하고 노령 쥐의 장 건강, 근육 기능, 인지능력 그리고 면역체계의 노화 관련 표현형을 개선하는 등 노령 쥐의 건강 수명을 연장했다.
이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술 개발사업 등의 지원으로 수행됐고 국제학술지 마이크로바이옴(Microbiome)에 2021년 12월 15일 게재됐다.