입속 세균, 장 거쳐 뇌까지 영향…파킨슨병 경로 새로 밝혔다

국내 연구진, 구강세균 대사산물이 뇌 침투하는 과정 규명

파킨슨병은 도파민 신경 세포가 줄어들면서 손발이 떨리고 걸음걸이가 무거워지는 병이다./pixabay

국내 연구진이 입속에 사는 세균이 장에 정착할 경우, 뇌의 신경세포에 영향을 줘 파킨슨병을 유발할 수 있다는 연구 결과를 발표했다.

고아라 포스텍 생명과학과 교수 연구진은 이연종 성균관대 의과대학 교수, 김한준 서울대 의과대학 교수 연구진과 함께 구강세균이 장에서 만든 대사산물이 파킨슨병을 유발하는 메커니즘을 확인했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인판에 지난 5일 게재됐다.

파킨슨병은 근육의 무의식적인 운동을 담당하는도파민신경 세포가 줄어들면서 손발이 떨리고 걸음걸이가 무거워지는 퇴행성 뇌질환이다. 전 세계 65세 이상 인구의 1~2%가 앓고 있는 흔한 병이기도 하다. 지금까지 파킨슨병 환자의 장에 있는 세균들은 건강한 사람의 것과는 다르다는 점이 알려져 있었지만, 자세한 내용은 밝혀지지 않았다.

연구진은 먼저 파킨슨병 환자의 장내 미생물을 분석해 충치를 유발하는 구강세균 중 하나인 ‘스트렙토코커스 뮤탄스’가 비정상적으로 많다는 것을 확인했다. 이 세균이 생산하는 ‘우로카네이터 환원효소’와 ‘이미다졸 프로피오네이트’라는 효소 대사산물 역시 파킨슨병 환자의 혈액에서 다량 검출됐다.

이어 실험용 동물 모델 장에 스트렙토코커스 뮤탄스를 정착시키거나 우로카네이터 환원효소를 발현하도록 조작한 대장균을 주입한 결과, 동물 모델의 혈액과 뇌 조직에서 이미다졸 프로피오네이트의 농도가 많이 증가했다. 장에서 만들어진 이미다졸 프로피오네이트가 혈액을 타고 뇌까지 이동해 축적될 수 있음을 보여준다.

이 과정에서 파킨슨병의 주요 증상들도 나타났다. 도파민 신경세포 파괴, 신경 염증, 운동 기능 저하 등이 확인됐다. 파킨슨병의 대표적 병리 단백질인 ‘알파 시누클레인’ 응집도 촉진돼 병의 진행이 더 빨라졌다. 특정 장내 미생물이 생산한 대사물질이 위험 인자로 작용할 수 있음을 보여준다.

연구진은 이러한 병리 과정이 세포 내 신호 단백질인 mTORC1 활성에 의존하며, mTORC1 억제제를 투여하면 이 같은 현상이 억제된다는 점도 확인했다.

고아라 교수는 “구강-장-뇌를 연결하는 새로운 파킨슨병 발병 경로를 밝혀냈다”며 “이번 연구는 장내 미생물을 표적으로 한 새로운 치료제 개발의 가능성을 보여준다는 점에서도 의미가 크다”고 밝혔다.

참고 자료

Nature Communications(2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-63473-4

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