장 건강 좌우하는 건 미생물이 아니라 '1409 단백질'이었다

아커만시아 유래 단백질, 장줄기세포 재생에 관여

장 건강을 지키려면 특정 미생물이 분비하는 단백질에 주목해야 한다는 연구결과가 나와 관심을 끌었다. 이 단백질이 장 줄기세포 재생을 좌우한다는 사실이 밝혀졌다.

한국생명공학연구원(원장 김장성)은 실험동물자원센터 이철호, 김용훈 박사 연구팀이 한국표준과학연구원(원장 이호성) 강덕진 박사 연구팀과 공동으로 장내 미생물에서 유래한 신규 단백질이 장 항상성을 유지한다는 사실을 규명했다고 8일 밝혔다.

연구팀은 이 연구결과가 장 노화나 장 손상 억제를 위한 장내 미생물 유래 신규 치료제 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대했다.

Amuc_1409를 분석한 연구진들. 왼쪽부터 한국생명공학연구원 강은정 학생 연구원과 김용훈 책임연구원, 이철호 책임연구원, 한국표준과학연구원 강덕진 책임연구원과 김영은 박사.(사진=생명연)

연구팀은 장 미생물 중 하나인 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila, 이하 아커만시아)에 주목했다. 아커만시아는 장 점막층에 서식하는 균주다. 장 건강 유지 기능과 함께 대사질환을 포함한 당뇨, 염증성 질환 및 암 치료에 도움을 주는 것으로 학계에 보고된 미생물이다.

연구팀은 아커만시아가 분비하는 단백질 'Amuc_1409'를 분석한 결과 이 단백질이 장 줄기세포 재생 능력을 조절한다는 사실을 밝혀냈다. 장 항상성을 유지하는데 중요한 역할을 한다는 것이다.

'Amuc_1409'는 인간과 마우스 장 오가노이드 모델에서 장 줄기세포 증식과 장 상피세포로의 성장을 활성화하고 방사선에 노출되거나 항암제로 인해 손상된 장의 재생을 촉진했다.

노화로 인해 장 줄기세포 재생 능력이 저하된 마우스 모델과 고령 마우스로 제작한 장 오가노이드에 이 'Amuc_1409'를 투여한 결과 장 줄기세포 수와 재생 능력이 회복되는 것을 확인했다.

아커만시아 분비 단백질 'Amuc_1409' 기능 분석도. 1409가 장 건강 조절 매개체라는 사실을 규명했다.

연구팀은 이 같은 장 건강 개선 효과가 생기는 이유도 규명했다.  'Amuc_1409'가 세포와 세포를 이어주는 분자인 상피 카데린 단백질과 결합해 장 줄기세포 재생 신호전달 체계를 활성화한다는 것이다.

이 연구와 관련한 논문은 제1저자로 생명연 강은정 박사 과정 연구원과 김재훈 박사, 표준연 김영은 박사가 올랐다. 생명연 이철호‧김용훈 박사, 표준연 강덕진 박사는 교신 저자로 이름을 올렸다.

연구책임자인 이철호 박사는 “출연연 간 협력 연구를 통해 'Amuc_1409'의 장 항상성 유지능력과 그 기전을 규명한 것”이라며, “향후 노화 또는 손상에 의한 다양한 장 질환에서 장 건강 개선을 위한 새로운 치료제 개발에 기여할 수 있을 것"으로 기대했다.

이 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈 온라인판(4월 6일)에 게재됐다.

연구 예산은 한국연구재단 바이오의료기술개발사업과 생명연 주요사업 지원을 받았다.