KBSI, 우울행동 완화하는 장내 미생물 2종 발견

산화스트레스 억제, 우울증 예방 및 신 치료제 개발 가능

[대전=뉴시스] 만성 스트레스 환경에서 우울 유사 행동을 완화하고 손상된 뇌 신경영양 신호 회복에 관여하는 장내 미생물 2종을 발굴해 국제학술지에 발표한 (왼쪽부터)KBSI 호남권센터 한의정 박사후연구원(제1저자), 김다혜 연구원(공동저자), 정혜종 책임연구원(교신저자). *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 만성 스트레스로 인한 우울 행동을 완화하고 손상된 뇌 기능 회복에 관여하는 장내 미생물을 발굴해 향후 마이크로바이옴 기반 우울증 예방과 치료기술 개발 가능성을 제시했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 호남권센터 정혜종 박사팀이 만성 스트레스 환경에서 우울 유사 행동과 밀접한 관련이 있는 장내 미생물 2종을 찾아내고 이들 미생물이 뇌 신경세포의 산화스트레스와 신경영양 신호전달체계를 회복시키는 분자 기전을 규명했다고 14일 밝혔다.

우울증은 만성적인 스트레스와 스트레스 호르몬에 장기간 노출되면서 발생하는 대표적인 정신질환이다. 지속적인 스트레스는 세포 내 활성산소를 증가시켜 산화스트레스를 유발하고 세포의 에너지 생산기관인 미토콘드리아 기능을 떨어뜨려 신경세포의 성장과 생존에 중요한 뇌유래신경영양인자(BDNF) 신호전달체계를 손상시키는 것으로 알려져 있다.

최근 장내 미생물이 뇌 기능과 행동에 영향을 준다는 연구가 이어지고 있지만 어떤 미생물이 스트레스 반응과 우울 행동에 직접 관여하는지, 또 어떤 원리로 뇌 기능을 조절하는지는 명확히 밝혀지지 않고 있다.

이번에 연구팀은 사람의 장내 미생물을 생쥐에 이식하는 '인체 분변 미생물 이식(hFMT) 분석'을 통해 우울 유사 행동이 심한 생쥐에서 공통적으로 감소한 장내 미생물을 조사했다.

이를 통해 인테스티니모나스 부티리시프로듀센스(Intestinimonas butyriciproducens)와 파라박테로이데스 메르다에(Parabacteroides merdae)를 우울 행동과 연관된 핵심 후보 균주로 발굴했다.

이어 세포와 동물실험을 통해 기능을 검증한 결과, 두 균주 모두 신경세포 내 활성산소 생성을 줄여 산화스트레스를 완화하고 미토콘드리아 기능 저하와 세포사멸 신호를 억제하는 것으로 확인됐다.

또 신경세포의 성장과 생존을 조절하는 대표적인 신경영양 신호전달경로(TrkB-ERK-CREB-BDNF)를 회복시키는 효과도 나타났다.

특히 만성 스트레스 호르몬인 코르티코스테론을 투여해 우울 유사 행동을 유도한 동물모델에 해당 균주를 먹인 시험서는 우울 유사 행동이 유의하게 감소했고 기억과 감정을 담당하는 뇌 영역인 해마의 BDNF 발현 수준도 회복되는 것으로 확인됐다.

우울 행동의 심각성이 단순히 장내 미생물의 수가 줄어드는 문제가 아니라 특정 미생물의 존재와 기능에 따라 달라질 수 있다는 점을 규명한 이번 연구는 약리학 분야 국제학술지 '파머컬로지컬 리서치(Pharmacological Research)'에 최근 게재됐다.

정혜종 "이번 연구는 특정 장내 미생물이 장-뇌 축을 통해 신경세포의 신호전달체계를 직접 조절할 수 있다는 사실을 확인한 성과"라며 "마이크로바이옴 기반의 정밀의학 기술을 활용한 우울증 예방과 치료 전략 개발에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.


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