면역·혈당 관여 장내미생물 생장 조절 메커니즘 규명

뒷줄 오른쪽부터 남영도 한국식품연구원 정밀식이연구단장, 김광순 포스텍 생명과학과 교수, 이상남 엔테로바이옴 연구소장, 서재구 대표, 앞줄 오른쪽부터 송은지 식품연 연구원, 홍문기 엔테로바이옴 선임연구원, 윤혜진 포스텍 생명과학과 박사과정생. 식품연 제공

국내 연구팀이 인체 내에서 면역·혈당 조절에 관여해 신약 후보로 지목되는 장내미생물(마이크로바이옴)이 경쟁하며 생장이 조절되는 메커니즘을 규명했다.

한국식품연구원은 남영도 정밀식이연구단장 연구팀이 장내미생물 아커만시아 뮤시니필라(학명 Akkermansia muciniphila)의 경쟁을 통한 생장조절 메커니즘을 규명하고 연구결과를 3월 19일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개했다고 12일 밝혔다.

아커만시아 뮤시니필라는 장 점막층에 서식하는 세균으로 점액을 구성하는 주요 단백질인 뮤신(mucin)을 분해한다. 면역기능과 혈당 조절 호르몬인 인슐린 민감도 조절 등에 관여해 장 건강 유지와 인체 항상성 유지에 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려졌다. 신약 개발 후보로 지목되지만 아직 치료 잠재력에 대한 이해가 더욱 필요한 상황이다.

연구팀은 김광순 포스텍 교수팀과 식품연 가족기업인 엔테로바이옴과 공동으로 건강한 한국인 890명의 장내미생물 군집 정보를 분석했다. 그 결과 아커만시아 뮤시니필라는 단일 종이 아닌 네 가지 서브타입으로 구분되며 보통 한 사람에 하나의 서브타입만 존재한다는 사실이 확인됐다.

연구팀은 각 서브타입 간에 경쟁 관계가 있을 것이라는 가설을 세우고 서브타입별로 유전체와 생리적 특성을 비교했다.

뮤신 활용성이 높은 아커만시아 뮤시니필라 서브타입 I(AmI)과 달리 뮤신 이용 능력이 떨어지는 서브타입 II(AmII)는 경쟁자인 AmI을 선택적으로 제거하며 장에 정착하는 것으로 확인됐다.

AmII는 세포 밖으로 물질을 전달하는 소포체를 통해 AmI을 선택적으로 제거하는 단백질을 분비했다. 소포체는 AmI의 세포벽을 파괴하여 제거하고 AmII의 장내 정착을 촉진했다. 영양 성분 활용에 불리한 아커만시아 뮤시니필라 서브타입이 경쟁자를 제거하는 방향으로 진화했다는 생존 전략을 처음 제시한 것이다.

남 단장은 "이번 연구결과는 아커만시아 뮤시니필라 서브타입 간 경쟁관계를 규명해 각 서브타입을 표적으로 하는 정밀식이 기술 개발에 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41467-025-57631-x

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]