소화기관을 제외한 동물 몸속에 있는 대부분 장기는 균이 없어야 하며, 미생물이 몸속에 체내로 침투한 경우 면역 체계가 가동되어 미생물을 제거하는 반응이 신속히 일어난다. 면역반응은 식균세포 등에 의한 자연면역(innate immunity)과 항원-항체 반응에 의한 적응성 면역(adaptive immunity)으로 나뉜다.
지금까지는 자연면역보다 적응성 면역 연구가 주를 이뤄왔다. 인체의 주 방어 매커니즘은 복잡한 적응성 면역이라고 생각했기 때문이다. 하지만 세균과 숙주의 공생(symbiosis)이 관여하는 자연면역의 중요성이 점점 크게 인식되고 있다.
1996년 프랑스 브르노 르메이르 박사 연구팀이 초파리의 자연면역의 핵심 수용체인 Toll 수용체와 유사한 Toll-like recep tor(TLR)가 있다는 사실을 밝혔다.
과학자들은 TLR이 인체 방어의 최일선에서 매우 중요한 역할을 하며 TLR을 위주로 하는 선천성면역이 결핍될 경우 적응성 면역도 잘 일어나지 않는다는 사실을 발견했다. 이와 같은 발견은 미생물 방어 전략이 진화론적으로 매우 잘 보존되어 있다는 사실을 시사한다.
최근에는 장내 세균과 장 면역계 질환과의 관계를 분자 수준에서 해석하려는 움직임이 시작되고 있다.
2004년 예일대 의대 메치토프 그룹은 TLR이 장 세포의 보호에 중요한 역할을 하며, 장내 세균이 TLR과 관여하여 장 세포를 보호하는 신호 전달을 개시한다는 사실을 규명했다. 이것은 장내 세균이 숙주를 보호하는 신호 전달에 직접 관여한다는 사실을 분자 수준에서 최초로 밝혔다는데 의의가 있다. 또 미국 워싱턴 대학의 골든 박사는 무균 생쥐를 이용하여 장내 세균이 영양소 흡수, 대사에 관여할 뿐 아니라 장의 혈관 생성 등에 영향을 미친다는 사실을 알아냈다.
이들 세계 선도 그룹들의 연구는 장내 세균이 숙주에 미치는 역할은 한정적으로 규명했지만 장과 장내 세균의 상호작용에 필수적인 유전자 분석이 뒷받침되지 못해 체계적인 공생 기전을 밝혀내지 못했다. 따라서 유전자 분석을 기초로 한 분자유전학적 연구가 절실하다.
장내 세균과 숙주의 공생에 관여하는 유전자를 발굴하고, 그들의 조절 과정을 밝히고, 공생 불균형으로 야기되는 염증성 장 질환의 원인을 규명하면 치료제 개발에 획기적인 신개념을 도입할 수 있을 것이다.
<2006. 8. 18. 이원재 이화여대 분자 생명 과학부 교수>
▶ “유산균으로 류머티스성 관절염 치료”
유산균이 장(腸) 건강뿐 아니라 류머티스성 관절염을 예방·치료하는 효과도 있다는 사실이 국내 연구진에 의해 새롭게 밝혀졌다. 이번 연구로 부작용이 없는 천연 관절염 치료제를 개발할 수 있는 길이 열렸다고 생명과학계에서는 평가하고 있다.
광주과학기술원 생명과학과 임신혁(44) 교수와 박사 과정 소재선(28) 연구진은 “사람의 장에 살고 있는 유산균인 ‘락도바실러스 카제이(Lactobacillus casei)’가 류머티스성 관절염으로 인한 염증을 억제하는 효과가 있음을 밝혀냈다.”라고 13일 밝혔다.
이번 연구 결과는 면역학 전문 국제학술지인 <분자 면연학(Molecular Immunology)>지 최신 호에 게재됐다. 류머티스성 관절염은 면역 세포가 정상 세포를 침입자로 오인해 공격하면서 일어난다고 한다.
연구진은 쥐에게 류머티스성 관절염을 일으키게 한 후 락토바실러스 카제이를 먹였다. 그 결과, 일반 음식을 먹인 쥐에서는 관절염 때문에 발이 붓과 관절이 굽어졌지만 유산균을 먹인 쥐는 발이 거의 붓지 않았다고 연구진은 밝혔다.
연구진은 “이 효과는 현재 병원에서 사용되고 있는 류머티스성 관절염 치료제인 메토트렉세이트와 거의 같았다.”며 “유산균이 염증을 유발시키는 물질의 생성은 억제하고, 반대로 염증을 막는 물질은 증가시키는 것으로 확인됐다.”라고 설명했다.
<2008. 5. 14. 조선일보>
▶ “청국장에 혈전 녹이는 성분”
전통 발효 식품인 청국장에 혈전(血戰) 용해 성분이 숨어 있다는 연구 결과가 나왔다. 순천향대 생명공학과 오계헌(45) 교수는 18일 청국장에 바실루스(Bacillus)균에서 혈전을 예방하거나 이미 있는 혈전을 녹이는 용해 기능을 가진 혈전 용해 효소를 분리했다고 밝혔다. 오 교수는 혈전 용해 효소를 ‘피브자임(fibzyme)’으로 명명했다. 오 교수는 연구 결과를 다음 달 4일 미국의 보스턴에서 열리는 미국 미생물 학회에서 발표할 예정이다.
오 교수는 “쥐의 혈액을 이용해 실험한 결과 피브자임이 기존의 혈전 예방제로 널리 쓰이는 아피스린보다 예방 효과가 높았을 뿐 아니라 아스피린에 없는 혈전 용해 효과도 보였다.”고 말했다.
<2008. 5. 19. 조선일보>
