장내 미생물총, 알츠하이머병의 원인이자 치료타깃으로써의 가능성 [1]
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우리가 알던 장내 미생물들이 아니다! / 장내 미생물들의 반전[건양대학교 의과대학 문민호 교수 알츠하이머병 연구실]장내 미생물총(Microbiota)은 장내에 거주하는 세균뿐만 아니라, 고세균, 진핵생물, 바이러스를 아우른다. 출생과 함께 정착되어 생활과 식습관에 의해 변해가는 장내 미생물총은, 이들의 거주지인 인간의 세포 보다 약 9조 개 이상 더 많으며, 500배가 넘는 유전자를 갖고 있다. 이쯤 되면 주객전도를 넘어서 어떤 연구자는 ‘장내 미생물총은 눈과 위장 같은 또 다른 장기’라고 표현하기도 한다. 소화와 배변과 같은 생리작용을 떠나 온 몸의 다양한 부위에서 장내 미생물들의 다양한 역할이 밝혀지고 있다.미생물이 조절하는 우리 몸, 두뇌-장-미생물 축(Brain-gut-microbiota axis)위장관 기능을 조절하는 신경 회로인 장신경계(Enteric nervous system)는 독립적으로 작용할 수도, 교감신경(척추앞신경절)과 부교감신경(미주신경)을 통해 중추신경계의 영향을 받기도 한다. 이와 같은 장신경계와 중추신경계의 양방향 소통을 두뇌-장 축(Brain-gut axis)이라 한다. 이에 더하여, 장내 미생물이 존재하지 않는 무균 쥐(Germ-free mice)에서 진행된 연구결과들이 장내 미생물들이 두뇌 발달과 노화 그리고 신경퇴행을 조절하는 핵심인자임을 밝힘에 따라, 신경-면역-내분비-대사 같이 다양한 기전을 경유하는 두뇌-장-미생물 축이라는 확장된 영역이 확립되었다. 노인들에게서 나타나는 만성적인 염증 시스템의 과자극, 염증성 노화(Imflammaging)를 예로 들어보면, 지속적인 염증이 장 점막 미생물의 불균형(Dysbiosis)을 유도하고 장의 장벽을 붕괴시킨다. 이로 인해 유도된 전염증성 사이토카인과 세균-유래된 물질들이 순환계(혈관 및 림프관)를 타고 말초 면역뿐만 아니라 중추신경계에도 영향을 주기 시작한다. 세균성 대사산물인 단사슬지방산(Short chain fatty acids)과 트립토판(Tryptophan)은 미세아교세포(Microglia)의 성숙과 성상교세포(Astrocyte)의 활성을 조절하면서, 염증성 사이토카인들과 함께 신경염증과 뇌-혈관 장벽의 손상에 관여한다. 결과적으로, 장내 미생물의 불균형이 신경퇴행성질환을 유도/악화시키게 된다. 뿐만 아니라, 장내 미생물은 호르몬과 신경전달물질을 생산하는 장크롬친화성세포(Intestinal enterochromaffin cells)의 기능을 조절하기도 한다. 비단 염증성 노화에서 뿐만이 아니다. 다양한 질환에서 장내 미생물의 역할과 그 가능성을 살펴보자.