韓 연구진 “엄마 유익균, 신생아 ‘장’에 붙는 원리 첫 규명”

[헤럴드경제=구본혁 기자] 엄마에게서 물려받은 유익균이 산소가 존재하는 신생아의 장에서 살아남는 이유가 밝혀졌다. 장내 공생균이 일종의 ‘에너지 방패’를 만들어 산소 스트레스를 견딘 덕분이다.

한국연구재단은 하버드 의과대학 오성환 교수 연구팀이 대표적인 장내 공생균 ‘박테로이데스 프라질리스(Bacteroides fragilis)’가 특정 당지질을 이용해 신생아 장의 산소 환경을 극복하고 정착하는 과정을 규명했다고 16일 밝혔다.

장내 미생물은 출생 전후 엄마에게서 아기에게 전달돼 초기 장내 미생물 생태계를 만든다. 하지만 갓 태어난 아기의 장에는 성인과 달리 일시적으로 산소가 존재한다. 산소에 취약한 유익균에는 생존을 위협하는 장벽이다.

연구팀은 박테로이데스 프라질리스가 다른 장내세균보다 출생 초기에 빠르게 정착하는 점에 주목했다. 분석 결과 이 세균은 산소에 노출되면 ‘알파갈락토실세라마이드(BfaGC)’라는 세포막 당지질 생산량을 크게 늘렸다.

BfaGC는 세포막을 촘촘하게 감싸 세균 내부의 에너지가 밖으로 빠져나가는 것을 막는 ‘에너지 방패’ 역할을 했다. 이를 통해 공생균이 산소 스트레스에서도 에너지를 보존하며 생존할 수 있다는 설명이다.

실제 BfaGC를 만들지 못하도록 한 균주는 엄마에게서 신생아로 전달되는 과정에서 초기 장 정착 능력이 크게 떨어졌다.

특히 BfaGC의 역할은 유익균의 생존에 그치지 않았다. 신생아 장내 면역세포의 발달도 직접 자극해 미생물 정착과 숙주 면역체계 형성을 동시에 돕는 것으로 나타났다.

이번 연구는 모체의 장내 공생균이 신생아에게 전달된 뒤 초기 장에 정착하는 과정을 분자 수준에서 규명했다는 데 의미가 있다. 생애 초기 마이크로바이옴 형성과 면역체계 발달의 상호작용을 이해하는 단서가 될 전망이다.

오성환 교수는 “이번 연구는 기초연구이지만, 장기적으로는 모체의 장내미생물이나 미생물 대사를 조절해 아기에게 유익한 미생물이 보다 효과적으로 전달되고 정착하도록 유도하는 전략을 개발하는 데 기초가 될 수 있다”면서 이를 통해 건강한 생애 초기 마이크로바이옴 형성을 돕는 새로운 중재법으로 발전할 것으로 기대된다“고 밝혔다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단 세종과학펠로우십 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지 ‘셀(Cell)’에 9월 1일 온라인 게재됐다.