신경 퇴행성 질환 발병의 핵심 요인으로서의 장내 미생물군집

치료법이 없고 원인이 불분명한 신경퇴행성 질환(NDD)은 뇌와 신경계에 돌이킬 수 없는 손상을 유발합니다. 이러한 질환에 대한 연구는 일반적으로 뇌에 집중되어 왔지만, 지난 몇 년간의 쥐 연구에서는 미생물군집이 일부 NDD의 발병 및 진행에 역할을 한다는 사실이 밝혀졌습니다.

"이러한 결과는 장내 미생물 군집이 적어도 일부 신경 퇴행성 질환의 발병과 진행에 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다."라고 테네시 대학교 녹스빌 캠퍼스, 노스캐롤라이나 대학교 채플힐 캠퍼스의 미생물학자로 구성된 다기관 팀의 수석 연구원인 크리스 엘리스가 말했습니다.

미국 미생물학회(ASM) 연례 학술대회인 ASM Microbe에서 연구진은 장내 미생물이 생성하는 대사산물과 인간의 세 가지 NDD 사이의 새로운 연관성을 발표했습니다. 연구진의 분석 결과, 이 대사산물인 DHPS(2,3-디하이드록시프로판-1-설포네이트)는 유황 대사 경로가 미생물군과 이러한 질병의 연관성을 어떻게 연결하는지에 대한 핵심 질문에 대한 해답을 제시할 수 있을 것으로 보입니다.

DHPS는 이전에 인간에게서 발견된 적이 없으며, 연구진은 NDD 환자의 장내 미생물이 생성하는 대사산물이 DHPS에 대한 이해를 높이는 데 귀중한 단서를 제공할 수 있으며, 이를 통해 진단 도구나 치료법을 개선할 수 있을 것이라고 언급했습니다.

이전 연구에서 과학자들은 대변 이식이 쥐의 알츠하이머병과 유사한 진행을 완화할 수 있다는 사실을 발견했으며, 이 질병을 앓고 있는 사람의 대변 이식을 쥐에게 투여했을 때 동물의 기억 장애가 나타났다고 밝혔습니다.

연구진은 근위축성 측색 경화증(ALS), 알츠하이머병(AD), 파킨슨병(PD)의 세 가지 NDD 중 하나로 진단받은 사람들의 장내 미생물군에서 독특한 박테리아 및 대사 프로파일을 확인하기 위한 새로운 연구를 수행했습니다. 초기 질병 데이터를 얻기 위해, 연구진은 진단받은 환자들의 첫 두 번의 전문의 진료 시 대변 샘플을 채취하고, 이 샘플의 결과를 건강한 사람들의 샘플과 비교했습니다.

분석 결과, 세 가지 NDD 그룹 모두에서 신경퇴행성 질환의 대사적 바이오마커 19개가 확인되었습니다. 또한 ALS에 대한 고유 마커 20개, AD에 대한 고유 마커 16개, 그리고 PD에 대한 고유 마커 9개가 발견되었습니다. 이러한 공통적인 바이오마커에는 황 대사 경로의 항상성 장애와 관련된 대사산물이 포함되었습니다.

또한, 세 질환군 모두에서 DHPS의 합성과 분해에 관여하는 세균 분류군인 빌로필리아(Bilophila)와 데설포비브리오(Desulfovibrio)와의 연관성을 발견했습니다. 빌로필리아 수치의 증가는 알츠하이머병(AD), 루게릭병(ALS), 파킨슨병(PD) 환자의 대변 샘플에서 건강한 사람에 비해 DHPS가 적다는 관찰 결과와 일치했습니다.

빌로필라는 DHPS를 황화수소로 분해할 수 있으며, 황화수소 축적은 미토콘드리아 기능 장애와 관련이 있으며, 이는 NDD 발병에 기여하는 것으로 알려져 있습니다. 황화수소는 염증, 산화 스트레스, 장내 미생물 불균형 등 NDD의 알려진 특징과 관련이 있습니다.

저자들은 새로운 연구에서 DHPS가 NDD와 유황 대사, 미토콘드리아 기능 장애, 신경 염증을 연결하는 메커니즘에 대한 우리의 현재 이해에서 "누락된 고리"라고 강조했다고 제안했습니다.