등록일2013-11-28
장내 박테리아에 의해 면역 시스템이 증진된다???
사진출처 : 포토애플/매디포토
최근 Nature지에 장내 박테리아가 체내 면역계에 영향을 끼쳐 염증을 줄이는 기전을 규명한 논문이 소개되었다.
일본의 통합의과학 RIKEN 센터(RIKEN Center for Integrative Medical Sciences in Japan) 연구팀이 발표한 연구결과에 따르면, 장내 박테리아가 식이성 섬유를 소화하는 과정에서 만들어지는 부산물인 부티르산(butyrate)이 후성유전체적 스위치(epigenetic switch)로 작용하여, 장에서의 조절 T 세포(regulatory T cell, Treg Cell)의 생성을 유도함으로써 면역 시스템을 증진시킨다는 것이다.
장내 미생물에 의한 식이섬유의 소화
→ butyrate 분산물 생성
→ 조절 T 세포(Treg cell) 분화 촉진
→ 국소 염증반응의 억제!!!
본 연구에서 Riken의 오노(Hiroshi Ohno) 연구팀은 다른 대학 연구자들과 공동으로, 장내 박테리아에 의해서 mice 결장에 존재하는 조절 T 세포(regulatory T cell, Treg cell)의 수가 증가됨을 밝혔으며…
[무균 mice(GF)와 고식이섬유식(HFD, high-fibre diet) 혹은 저식이섬유식(LFD, low-fibre diet)을 섭취한 CRB(chloroformresistant bacteria)-associated mice 중 고식이섬유식을 섭취한 마우스(CRB-HFD)에서 유의적인 조절 T 세포(Treg cell)의 증가가 나타남]
자연 T 세포(naive T cell)가 조절 T 세포(Treg cell)로 분화하는 것을 장내 미생물이 생성하는 짧은 사슬 지방산(SCFAs, short chain fatty acids)의 일종인 부티르산(butyrate)이 촉진시킨다는 것을 확인하였다. 즉 자연 T 세포(naive T cell)가 조절 T 세포(Treg cell)로 분화시키는 역할을 하는 유전자 발현 조절이 후성유전체적 변화를 통해 일어난다는 것이다.
[장내 존재하는 short-chain fatty acids 구성성분 중 butyrate가 가장 큰 Treg cell의 증가를 가져왔고, propionate는 약간, acetate는 변화가 없었음]
[Butyrate는 histone deacetylases(HDACs)를 억제함으로써 후성유전체적으로 gen 발현을 조절하는 것으로 알려져 있음. Butyrate가 histone H3 acetylation을 증가시켜 그 처리 유무에 따라 naive T cell이 regulatory T cell로 분화되는 것을 촉진 시킴]
또한 결장염을 가지고 있는 mice 식이의 일부로 부티르산(butyrate)이 공급된 후에 그 증상이 개선된다는 것도 이번 연구에서 확인되었다.
[결장염이 유도된 mice에 일반 식과 butyrate 함유식을 주었을 때의 체중 변화 및 조직 변화. Bytyrate 함유식(SB)을 섭취한 mice에서 그 증상이 완화됨을 확인할 수 있음]
부티르산(butyrate)의 새로운 적용 가능성!!!
조절 T 세포(Treg cell)는 자가면역장애와 같은 과도한 염증 반응을 억제하는데 중요하다. 이번 발견은 염증성 장 질환, 알레르기 및 자가면역질환의 예방과 치료에 응용될 수 있으며, 또한 부티르산(butyrate)은 천연물질이고 치료에 안전하게 사용될 수 있고, 값도 저렴하여 환자와 사회가 부담하는 비용도 줄어들 수 있다고 오노 박사는 설명하고 있다.
출처
Commensal microbe-derived butyrate induces the differentiation of colonic regulatory T cells, Nature 13 Nov 2013
Metabolites produced by commensal bacteria promote peripheral regulatory T-cell generation, Nature 13 Nov 2013
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-11/r-fap111113.php