염증성 장 질환에 효능 유산균, 인공 장기로 발굴

한국생명공학연구원, 오가노이드 모델 연구결과

손미영 한국생명공학연구원 책임연구원팀이 유산균 효능 평가를 위해 제작한 장 오가노이드의 모습. 분홍색 배지 안에 보이는 하얀 반투명 물체가 장 오가노이드다. 생명연 제공

국내 연구팀이 오가노이드로 유산균 효능을 검증할 수 있는 시스템을 이용해 새로운 유산균을 발굴했다. 향후 인체 장 건강에 유용한 신규 유산균과 유산균 대사물질인 포스트바이오틱스 발굴에 도움을 줄 것으로 기대된다.

한국생명공학연구원은 손미영 줄기세포융합연구센터 책임연구원팀이 인간 장 오가노이드 모델로 장 발달 촉진과 염증성 장 질환 보호 효과를 검증한 신규 유산균을 발굴하는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '장 미생물' 9월 21일자에 발표됐다.

연구팀이 발굴한 리모실락토바실러스 루테리(Limosilactobacillus reuteri·루테리)는 인간을 포함한 포유류의 위와 장을 비롯해 자연환경에서 발견되는 유산균이다. 다른 유산균보다 질병과 감염을 예방하는 효과가 뛰어나고 항균물질인 루테린을 생산하는 것으로 알려졌다.

연구팀은 장 오가노이드를 이용해 유산균의 효능을 평가할 수 있는 플랫폼을 제작했다. 오가노이드는 줄기세포를 3차원으로 배양하거나 재조합해 만든 장기 유사체를 말한다. 지금까지 장 세포주나 생쥐 모델에서 효능을 평가했지만 실제 인간의 장과는 유사성이 낮다는 한계가 있었다. 반면 장 오가노이드는 비교적 인간의 장을 정확히 모사할 수 있다. 또 태아의 미성숙 장과 비슷한 특성이 있어 초기 장 발달을 살펴보는데도 유용하다.

연구팀은 장 오가노이드 플랫폼을 이용해 효능을 평가한 결과 루테리 균주가 다른 균주에 비해 장 오가노이드의 성숙과 발달을 촉진하고 내산성을 가지고 있어 장까지 살아서 갈 수 있다는 사실을 발견했다. 또 루테리 균주의 대사산물은 장 줄기세포를 증식시켜 염증성 장 질환과 대장염에 대한 보호 효능이 있었다. 루테리 균주의 효능은 생쥐 동물실험에서 다시 한번 입증됐다.

손미영 책임연구원은 "인간 전분화능 줄기세포에서 유래한 장 오가노이드 플랫폼이 인체 유용 미생물 발굴에 이용될 수 있다는 사실을 확인했다"며 "새롭게 발굴된 루테리 균주가 유아의 장 발달과 염증성 장 질환 예방에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

[이영애 기자 yalee@donga.com]