에르고티오네인은 장내 유익한 박테리아를 강화하고 발암을 억제합니다.

브로드 연구소와 하버드-MGH의 하치오스 연구실이 이끄는 국제 연구팀은 인간의 장내 공생균이 무산소 환경에서 일반적인 식이 항산화제인 에르고티오네인(EGT)을 에너지원으로 사용한다는 것을 보여주었습니다. 이 연구는 Cell Host and Microbe 저널에 게재되었습니다.

연구는 어떻게 진행되었나요?

• 시험관 내 모델: 두 개의 대형 문(Clostridium symbiosum 및 Bacteroides fragilis)의 주요 대표균을 분리하여 배양한 결과, 배지에 "유일한" 항산화제인 에르고티오네인만이 함유되어 있었습니다.
• 교차 공급: 여러 균주를 함께 키웠을 때, 한 균주는 EGT를 더 쉽게 접근 가능한 대사산물(예: 피루브산과 단쇄 지방산)로 전환하는 것으로 나타났으며, 이후 다른 균주가 이를 흡수하여 두 균주 모두 O₂가 없는 상황에서 ATP를 생산할 수 있었습니다.
• 대조 실험: C. symbiosum이나 B. fragilis는 단독으로는 EGT가 함유된 배지에서 효과적으로 자랄 수 없었지만, 짝을 이루어 자랄 때는 ATP 생산과 세포 바이오매스가 두 배로 증가하는 것으로 나타났습니다.

주요 결과

1. 에르고티오네인의 역할: 버섯, 콩, 통곡물에서 발견되는 이 항산화제는 일반적인 장내 박테리아 속의 보호적 역할뿐만 아니라 에너지 기질 역할도 하는 것으로 보입니다.
2. 혐기성 호흡 강화: 교차 공급은 발효 및 NAD⁺ 재생 경로의 활동을 증가시켰는데, 이는 산소가 부족한 결장 환경에서 생존하는 데 필수적입니다.
3. 군집 안정성: EGT 교환은 병원성 미생물의 우세를 방지하고 유익한 대사산물(SCFA) 생산을 자극함으로써 미생물 군집의 구조적 안정성을 강화합니다.

저자들은 에르고티오네인 대사 경로가 대장암 환자에서 더 빈번하게 발견되었으며, 이는 미생물 에르고티오네인 대사와 종양 발병 기전 사이의 연관성을 시사할 수 있다고 지적합니다. 이는 치료 목적으로 미생물총을 조절하기 위해 효소 억제제 또는 식이 조절(예: 버섯이나 콩과식물과 같은 에르고티오네인이 풍부한 식품 섭취 증가)을 사용할 수 있는 가능성을 열어줍니다.

건강 영향

• 영양 생태학: 식이 섬유질 외에도 식이 항산화제는 "유익한" 미생물에 귀중한 연료 역할을 하여 단쇄 지방산 생성과 면역 조절에 대한 기여도를 높입니다.
• 새로운 프리바이오틱스: 에르고티오네인과 그 유도체는 유익한 혐기성 세균을 "활성화"하고 장내 미생물 불균형을 해소할 수 있는 표적 프리바이오틱스가 될 수 있습니다.
• 치료적 의미: 식이 EGT 가용성을 조절함으로써 대사 건강을 개선하고, 염증을 줄이며, 장 장벽 기능을 강화할 수 있습니다.

"우리는 처음으로 장의 혐기성 영역에서 에너지를 생산하는 데 도움이 되는 항산화 교차 공급의 실제 메커니즘을 보여주었습니다."라고 주저자인 제 저우가 말했습니다.

저자는 세 가지 핵심 사항을 강조합니다.

1. 대사 "브릿지"로서의 에르고티오네인
   "에르고티오네인이 항산화제 역할을 할 뿐만 아니라 혐기성 세균의 에너지원이 되어 대장 내 세균 개체수를 강화한다는 사실을 처음으로 보여주었습니다."

2. 대장암 예방에 대한 링크
   "강화된 미생물 군집은 대장 상피를 보호하고 종양 성장을 억제하는 것으로 알려진 부티르산과 같은 단쇄 지방산을 더 많이 생성합니다."라고 공동 저자인 마리아 곤잘레스 교수가 덧붙여 말했습니다.

3. 프리바이오틱 치료의 전망
   "추가 연구를 통해 대장암 검진 및 예방을 위한 현재 전략을 보완할 수 있는 표적형 에르고티오네인 기반 프리바이오틱스를 개발할 수 있을 것입니다."라고 저우 박사는 결론지었습니다.

이 연구는 미생물 군집의 내부 생체 에너지를 "촉진"하고 숙주의 건강을 개선할 수 있는 천연 항산화제를 기반으로 한 차세대 프리바이오틱스의 길을 열어줍니다.