영국 이스트앵글리아대학 연구팀, 장내의 미생물로 뇌의 인지기능이 저하된다
영국 이스트앵글리아대학 연구팀, 장내의 미생물로 뇌의 인지기능이 저하된다
  • 류지은 기자
  • 승인 2020.10.22 15:40
  • 댓글 0
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생쥐 연구에 따르면 어린 생쥐는 노령 동물의 배설물 이식 후 학습 및 기억장애를 나타낸다. 사진=sdecoret / Depositphotos
생쥐 연구에 따르면 어린 생쥐는 노령 동물의 배설물 이식 후 학습 및 기억장애를 나타낸다. 사진=sdecoret / Depositphotos

 

[퓨처타임즈=류지은 기자] 노화관련 인지기능 저하와 장내 미생물군 전체를 연결하는 새로운 증거가 나타났다. East Anglia대학교 연구결과, 해양조류 추출한 약물, 장의 미셍물 개체군을 재구성하여 인지기능관련 염증을 감소시킨다.

영국과 이탈리아의 과학자들은 늙은 생쥐에서 어린 생쥐로 배설물을 이식하면 어린 동물이 학습 및 기억장애를 나타내는 결과를 낳는다는 사실을 발견했다. 즉 늙은 생쥐의 배설물에는 노화를 일으키는 물질이 있다는 것이다. 이 연구결과는 노화와 관련된 인지능력 저하와 장내 미생물군의 전체 변화를 연결하는 연구결과에서 나타났다.

새로운 연구의 공동선임논문저자 David Vauzour는 "연구에 따르면 노화과정은 장내 미생물 총의 연령관련 변화와 관련이있을 수 있다"라고 하며 "최근에는 장과 장 사이의 양방향 의사소통이 존재한다. '장-뇌 축'으로 알려진 뇌는 행동과 인지기능의 연결을 만드는데 중요한 역할을 담당하고 있다. 즉 장의 미생물로 뇌의 인지기능이 저하된다.”고 말했다.

연구에 따르면 장내 미생물 군집과 뇌 사이의 흥미로운 연결 고리가 많이 발견되었다. 우울증 , 기억력 및 성격 특성까지 모두 장내 세균과 어느 정도 관련이 있는 것으로 밝혀졌다.

그러나 미생물 군유 전체와 뇌의 인과 관계는 아직 명확하지 않다. 우리는 뇌의 변화가 미생물 군집의 변화에 영향을 미칠 수 있다는 것을 알고 있다. 예를들어, 생쥐에서 뇌졸중을 유도하는 실험은 장내 세균 집단을 변화시키는 것으로 밝혀졌다.

다른 한편으로, 우리는 또한 장내 박테리아에 의해 생성된 대사 산물이 뇌로 이동하여 신경혈관 질환을 악화시키는 것을 보았다 . 따라서 장-뇌 축이 엄청나게 복잡하고 양방향으로 향한다는 것이 점점 명확해진다.

새로운 연구는 노화와 관련된 인지저하 징후에 초점을 맞춰 장내 미생물을 늙은 쥐에서 어린 쥐로 옮겨서 그 효과를 조사하기 시작했다. 가설은 미생물 군집이 노화와 관련된 인지 변화에 역할을 하는 경우, 나이가 많은 생쥐 배설물 이식을 받은 어린 생쥐에서 어떤 종류의 미생물 감소가 관찰되어야 한다는 것이다.

3개월간 지속된 어린 쥐 그룹은 장내 미생물 군유 전체를 제거하기 위해 항생제로 먼저 치료를 받은 다음, 24개월된 작은 그룹의 쥐들에게서 수집한 대변 이식을 투여 받았다. 신진대사, 인지 및 행동 테스트가 이어졌다.

배설물 이식 후, 이 연구는 어린 쥐가 탐색적 행동, 운동 활동 또는 불안의 지표에 변화를 보이지 않았다고 말했다. 그러나 쥐들은 미로 테스트에 의해 평가된 기억 및 공간학습 장애를 나타냈다. 즉 늙은 쥐의 배설물을 투여받은 젊은 쥐는 투여받지 않은 쥐들보다 인지능력이 떨어지는 것을 발견했다.

연구원들은 또한 배설물 이식이 해마의 시냅스 가소성 및 신경전달과 관련된 것으로 알려진 단백질의 발현을 변화시켰다고 지적했다. 이전에 공간학습 및 기억에 대한 연령 관련 저하가 해마의 결핍과 관련될 수 있다는 사실이 밝혀졌으므로 이 발견은 확실히 매력적이다.

Vauzour는 “이 절차는 해마의 핵심 기능과 관련된 단백질의 발현에 영향을 미쳤다. 기억, 학습을 포함한 다양한 기능뿐만 아니라 공간탐색, 정서적 행동 및 기분에도 중요한 역할을 하는 뇌의 중요한 부분에서 변화를 일으켰다.” 라고 설명한다. 간단히 말해, 어린 쥐는 나이 많은 쥐로부터 배설물을 투여받은 후 인지기능 측면에서 나이가 많은 쥐처럼 행동하기 시작했다는 것이다.

이 연구 분야는 아직 초기 단계이지만 미생물 군유 전체를 조절하는 것이 노인의 인지건강을 유지하는 데 도움이 될 수 있다는 유망한 징후이다.  작년에 중국에서 중상급의 알츠하이머 병의 인지기능 저하를 치료하기 위해 해양조류에서 추출한 약물이 승인되었다. 이 약물은 장의 미생물 개체군을 재구성하여 인지기능 저하와 관련된 신경염증을 감소시키는 것으로 알려져 있다.

새로운 연구의 공동선임저자 클라우디오 니콜티 (Claudio Nicoletti)는 그의 연구가 노화에서 장-뇌 축의 역할을 확인하는 증거라고 말한다.  그는 배설물 이식을 청소년의 일종의 인지 샘이라고 주장하는 것은 너무 이르지만 이 연구는 미생물 군집과 일반적인 연령 관련 인지저하 사이의 연관성을 확인해 주었다.

Nicoletti는 "아주 어린 기증자의 이식이 노인의 인지기능을 회복할 수 있는지 여부는 아직 밝혀지지 않았지만, 연구결과는 장내 미생물 군집의 연령 관련 변화가 중추 신경계의 구성 요소를 변경할 수 있음을 보여준다."라고 말한다. 수명연장을 위하고 고령인구의 치매를 예방하기 위해서는 어린 기증자들의 장내 미생물 군집을 고령인구에 기증해 주는 일이 될 수도 있다.


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