우주로 갔다 처음으로 생환한 생쥐, 골다공증 치료 단서 가져와

미국 포사이스 연구소 공동연구팀

게티이미지뱅크 제공

우주 환경의 극미중력에 노출돼 뼈에 손상이 생긴 쥐에게서 골손실을 예방하거나 치료할 수 있는 단서가 발견됐다. 장에 존재하는 마이크로바이옴(체내미생물)의 상태가 변화하면서 골손실에 대처하는 것으로 나타났다. 이번 연구는 미국우주항공국(NASA)이 우주로 쥐를 보낸 실험에서 살아서 지구로 귀환한 쥐를 대상으로 한 첫 연구 사례다. 

스 원위안 미국 포사이스연구소 최고경영자(CEO) 공동연구팀은 우주정거장에서 한 달 이상 체류한 쥐를 관찰해 골손실에 대처하는 마이크로바이옴의 변화를 확인한 연구 결과를 19일(현지시간) 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 공개했다.

중력이 거의 없는 상태인 극미중력은 뼈의 무기질량을 감소시키고 골 형태를 유지하는 미세구조 손상을 일으킨다. 우주임무를 수행하는 우주비행사들은 통상 이같은 골손실을 경험한다. 앞서 연구팀은 신체 다양한 질환에 관여하는 마이크로바이옴이 중력의 영향을 받으면 골손실에 대처하기 위해 변화할 것이란 가설을 세웠다.

연구팀은 극미중력이 골손실에 미치는 영향을 확인하기 위해 20마리의 쥐를 국제우주정거장에 보내는 실험을 실시했다. 쥐들은 4.5~9주 동안 우주에서 생활했다. 실험 대상이 된 쥐들은 우주 발사 전, 지구 귀환 후, 연구 종료 후 각 시점마다 마이크로바이옴의 변화를 측정했다.

분석결과 우주에 다녀온 쥐는 장에 조성된 마이크로바이옴이 지상에 있던 쥐보다 다양해진 것으로 나타났다. 특히 ‘락토바실러스’와 ‘도레아’ 두 종류의 박테리아가 훨씬 풍부해졌다. 우주에 오래 체류할수록 박테리아가 더 많이 늘어났다. 이 박테리아들은 뼈의 성장을 촉진하는 대사물질을 생성하는 데 도움을 준다.

연구팀은 “극미중력에 노출돼 골손실이 일어나면 신체에서는 이를 복구하기 위한 장내 마이크로바이옴 변화가 일어나는 것을 확인했다”며 “골손실 복구에 관여하는 마이크로바이옴은 골다공증과 같은 질환의 예방과 치료의 단서가 될 수 있다”고 말했다. 또 “다만 우주여행을 하는 쥐는 배설물을 통해 영양분을 섭취하는 행동을 할 수 없었는데, 이러한 상황이 장내 마이크로바이옴 변화를 야기했는지 추가적인 연구가 필요하다”고 덧붙였다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]