의료 및 화장품 업계에서 집중 조명받는 '마이크로바이옴(microbiome)' VIDEO:The Human Microbiome: A New Frontier in Health
1. 마이크로바이옴(microbiome)이란?
| 마이크로바이옴은 미생물(microbe)과 생태계(biome)를 합친 말로 몸속에 100조 개의 미생물과 그 유전자를 일컫는다. 미생물군집에는 세균, 고세균, 원생 생물, 균류 및 바이러스가 포함된다.  Microbiome - New Brain Nutrition edited by kcontents 호스트(인간)의 건강과 성장에 결정적인 역할을 하는 것으로 나타난 마이크로바이옴은 '제2의 게놈' 또는 '제2의 뇌'로 불린다. 우리나라 최초 마이크로바이옴 치료제 개발사인 고바이오랩 고광표 대표는 "사람은 지구상에 존재하는 미생물들과 함께 진화했다"며 "마이크로바이옴과 질병은 떼려야 뗄 수 없는 관계다. 실제로 사람의 여러 생물활동이나 질병이 몸에 사는 미생물들과 연관됐다는 것은 자연과학적으로 당연한 것인데 최근 차세대염기서열분석(NGS)와 같은 과학기술 발달로 질병의 원인과 결과가 밝혀지고 있다"고 전했다. 마이크로바이옴이 새로운 개념은 아니다. 1676년에 Antonie van Leeuwenhoek이 구강 미생물군집을 관찰하고, 1888년에 Robert Koch는 고체배양물을 사용해 미생물을 분리하기 시작했다. 1931년 Sergei Winogradsky는 미생물 생태 실험을 수행했다. 이어 1977년부터 1980년까지 rRNA, DNA 시퀀싱, PCR 개발을 통해 마이크로바이옴 연구에 속도가 나기 시작했다. 이어 2000년대 미생물에서 DNA를 시퀀싱하는 법이 개발돼 마이크로바이옴 연구는 큰 진전을 이뤘다. 출처 : 메디칼업저버(http://www.monews.co.kr) |
장내 세균이 부각되는 이유
최근 연구에 따르면, 장내 미생물의 변화는 면역기능, 행동을 조절할 수 있다.
2010년 미국 에모리대 Matam Vijay-Kumar 교수팀은 장내 세균이 대사에 영향을 끼치는 것을 밝혀냈다. 연구진은 비만 유전변이가 있고 폭식하는 쥐의 대변을 채취해 유전변이가 없는 쥐에 투입했다. 그 결과, 대변을 이식받은 쥐는 비만 쥐와 같이 많이 먹고 살이 쪘다(Science. 2010 Apr 9; 328(5975): 228~231).
장내 미생물은 사회활동에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 2018년 시행된 연구에서는 무균쥐들이 '왕따'가 되기도 했다(eLife 2018;7:e33070).
연구진은 반사회적인 쥐에서 두뇌 변화를 발견했다. 편도체(amygdala)는 사회적 감정을 처리하는 데 중요한 역할을 한다. 그런데 무균쥐의 편도체 뉴런은 특이한 단백질 세트를 만들어 다른 세포와의 연결을 변화시킨 것으로 나타났다.
日 "치매 환자 대변서 암모니아·인돌 수치 더 높아"
中 "대변 샘플만으로도 조현병 여부 예측 가능"
美 "대변 이식으로 뇌에서 뚜렷한 유전자 발현 차이 발견"
출처 : 메디칼업저버(http://www.monews.co.kr)
2. 마이크로바이옴, 뇌졸중 사이의 연관성
새로운 연구결과 내장의 마이크로바이옴과 뇌졸중 사이의 연관성이 밝혀졌다
클리블랜드 클리닉에서 실시한 최근 연구는 붉은 고기와 달걀 노른자에서 흔히 발견되는 콜린 함량이 높은 식단과 트리메틸아민이 뮤린 모델에서 뇌졸중 심각도와 기능결함에 미치는 영향을 보여준다.
TMAO(trimethylamine-N-oxide)란 무엇?
콜린, 베타인, 그리고 L-카르니틴은 모두 붉은 고기와 계란 노른자에서 발견되는 풍부한 화합물이다. 이러한 음식들의 소비 후에, 콜린, 베타인, 그리고 L-카르니틴은 내장 박테리아에 의해 트리메틸아민으로 대사됩니다. 그런 다음 TMA는 혈류로 빠르게 흡수되고 플라빈 함유 모노옥시제나제-3에 의해 트리메틸아민-N-산화산화물(TMAO)로 산화된다. 결국, TMAO는 소변에서 분비될 것이다.
몇몇 이전 연구들은 TMAO의 순환 수준과 특정 심혈관 질환 사이에 존재하는 연관성을 발견했다. 예를 들어 동물에서 TMAO 혈장 수치의 증가는 혈소판 과반응과 동맥경화성 플라크 발병 위험 증가와 관련이 있다는 연구 결과가 나왔다.
또한 여러 임상 연구에서 급성 관상동맥증후군 환자의 당뇨병, 만성 신부전 및 주요 심혈관 사건 환자도 높은 혈장 수치 TMAO를 보인다는 것이 밝혀졌다.
황기철 콘페이퍼 에디터
Ki Chul Hwang Conpaper editor
3. 코로나19와 마이크로바이옴의 연관성
특히 최근에는 코로나19 역시 장내 미생물과 상관관계가 있을 수 있다는 연구결과가 나오고 있다.
"코로나19 확진자 장(腸)에서 유익균 비율 더 낮고 이럴 경우 중증 이환 위험도 높아"
이 교수는 “코로나19 환자와 정상인의 장내 미생물을 비교해 보면 확진자 장에서 유익균 비율이 더 낮았고 그럴 경우 중증으로 이환될 위험도가 더 높았다”며 “식단 등을 통해 장내미생물군을 변화시킬 필요가 있다”고 강조했다.
이에 마이크로바이옴을 활용한 코로나19 치료제 및 백신 개발에 산학연이 힘을 모으자는 것이 이 교수 주장이다. 코로나19 팬데믹 시대가 역설적으로 바이오 혁명을 통해 강력한 리더 국가로 성장할 수 있는 기회라는 것이다.
그는 “현재 미국이 코로나19 백신을 통해 전세계적인 영향력을 발휘하고 있다”면서 “비록 우리나라가 코로나19 백신 개발에선 조금 뒤처졌지만 마이크로바이옴을 통한 치료제 및 백신 개발 분야에선 적극 투자를 통해 선도해나가야 한다”고 말했다.
[전문]
https://www.dailymedi.com/detail.php?number=869067&thread=22r05
4. 뇌·신경 질환 치료제 활용 가능성 제시
"코로나19로 자폐증 위험도 증가…장내 세균의 뇌 영향 연구서 극복 단서 나와"
전세계 코로나19 팬데믹 장기화로 자폐증이 증가하는 가운데, 자폐증은 물론 파킨슨병, 운동장애 등 뇌·신경 관련 질환 극복의 단서로 '마이크로바이옴(장내 미생물)'이 급부상하고 있다.
생명공학정책연구센터 생물자원센터는 6일 바이오이슈보고서(BioINwatch)를 통해 이같이 밝혔다.
최근 자폐증 위험도 증가와 관련해 코로나19 감염 임신부의 장내 마이크로바이옴과 혈중 면역물질 농도에 관한 연구가 활발히 진행 중이며, 장내 세균이 뇌 기능에 영향을 준다는 많은 결과가 발표되고 있다.
뇌질환 치료 타겟으로 뇌에 비해 장이 높은 기대치를 지니며, 장-뇌 축이 공고해짐에 따라 인과관계 규명을 위한 후속연구와 관련 투자도 잇따르는 추세다.
실제 미국 국립보건원(NIH)은 장-뇌 연결고리를 밝히는 연구에 수백만 달러를 투자하는 등 마이크로바이옴 조절을 통한 뇌질환 예방·치료에 대한 임상시험이 이어지고 있으며, 기존의 단순 상관성 연구를 넘어 인과관계를 증명하고 특정 미생물을 규명하는 연구로 구체화되고 있다.
[메디게이트뉴스 서민지 기자]
[전문]
http://medigatenews.com/news/3215745312
5. 마이크로바이옴과 코스메틱
화장품 업계 “미래 먹거리 잡아라”
국내 대표적인 화장품 전문 제조 기업 코스맥스는 최근 단국대 바이오 의료공학 핵심연구지원센터와 함께 ‘마이크로바이옴 플랫폼 연구센터’를 열었다. 센터를 통해 실험 참가자 1000명을 모집해 피부 유전자 분석을 마쳤고, 이를 연령·성별·지역으로 나눠 데이터를 분석하는 AI(인공지능) 플랫폼 구축을 시작했다. 1000명의 피부에서 채취한 마이크로바이옴을 분석해 ‘한국인 마이크로바이옴 지도’를 만드는 작업을 시작한 것이다.
마이크로바이옴은 미생물(microbe)과 생물군계(biome)를 합친 말로, 사람 몸에 서식하는 미생물과 유전정보를 일컫는다. 그간 관련 연구가 장내 미생물에 치중돼 관련 유산균 등 건강 식품 개발에 주로 사용돼 왔다면, 최근엔 화장품 업계도 마이크로바이옴 연구 경쟁에 나서기 시작했다. 피부 항(抗)노화에 도움에 된다는 사실이 알려지면서 앞다퉈 연구소를 신설하고 있다. 피부 미생물 연구로 기존에 없던 새로운 화장품 개발 경쟁이 시작된 것이다. 글로벌 시장 조사 기관 프로스트앤드설리번에 따르면 전 세계 마이크로바이옴 관련 시장은 매년 7.6%씩 성장, 2023년엔 1087억달러(약 123조) 규모로 커질 것으로 전망된다.
[전문]
https://www.chosun.com/economy/industry-company/2021/06/22/FEEU3DMLVJGBRM7K3BEDLKE2LQ/
The Human Microbiome: A New Frontier in Health
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