장내미생물로 치명적 난치성 심장질환 고친다

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세줄 요약

• 장내미생물 대사물질 유로리틴 A 심장질환 억제 확인
• 박출률 보존 심부전 생쥐서 이완 기능·섬유화 개선
• 손상 미토콘드리아 제거하는 미토파지 활성화

몸무게 70㎏ 성인의 장에는 약 38조 개의 미생물이 산다. 무게로 따지면 0.2㎏ 정도에 불과하지만 인체 세포 수와 거의 맞먹는 규모다. 최근 과학계에서는 장내미생물이 단순히 소화를 돕는 수준을 넘어 면역세포 발달과 분화, 대사 조절, 장벽 기능은 물론 뼈의 밀도, 인간 행동에까지 영향을 미친다는 연구 결과들을 속속 내놓고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 장내 미생물이 심장 건강에도 영향을 줄 수 있다는 연구를 제시했다.

장내 미생물은 소화는 물론 면역, 대사 조절, 행동 등 다양한 분야에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 국내 연구진이 장내 미생물이 심장 건강에도 영향을 줄 수 있다는 새로운 연구 결과를 내놨다.

사이언스 제공

광주과학기술원(GIST) 의생명공학과, 전남대 치의학전문대학원 공동 연구팀이 장내미생물이 만드는 천연 대사물질 ‘유로리틴 A’가 손상된 미토콘드리아를 회복시켜 치명적 난치성 심장질환으로 꼽히는 ‘박출률 보존 심부전’의 진행을 억제한다고 3일 밝혔다. 이 연구 결과는 의과학 분야 국제 학술지 ‘실험 및 분자 의학’에 실렸다.

심장은 수축해 혈액을 온몸으로 내보내고 이완해 다시 혈액을 받아들이는 일을 반복하는 장기인데 심부전은 이런 심장 기능에 이상이 생겨 몸에 필요한 혈액을 충분히 공급하지 못하는 질환이다. 박출률 보존 심부전은 심장 근육이 두꺼워지거나 딱딱해져 이완 과정에서 혈액을 충분히 받아들이지 못하는 것이 특징인 난치성 질환으로 전체 심부전의 절반가량을 차지하며 비만, 당뇨, 고혈압 등 대사질환과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 박출률 보존 심부전이 진행되면 심장세포에서 에너지를 생산하는 미토콘드리아가 손상되고 이를 제거하는 기능까지 저하돼 손상된 미토콘드리아가 세포 내에 축적된다는 점에 주목했다. 손상된 미토콘드리아가 쌓이면 심장세포의 에너지 생산이 줄고 염증과 섬유화가 촉진돼 심장 기능은 더욱 악화된다.

이에 석류, 딸기, 호두 등에 들어 있는 성분이면서 장내 미생물이 만들어 내는 대사물질로 노화와 근육질환 연구에서 미토콘드리아 기능 개선 효과가 확인된 유로리틴 A를 이용해 생쥐 실험을 했다.

연구팀은 생쥐에게 고지방 식사를 제공하면서 혈관 기능을 저하시키는 ‘엘-네임’이라는 물질을 함께 투여해 비만과 고혈압을 동반한 박출률 보존 심부전을 유발시켰다. 박출률 보존 심부전이 발생한 생쥐에게 유로리틴 A를 투여한 결과 저하됐던 심장 이완 기능은 약 32% 개선됐으며 심장 비대는 약 9.4%, 심근 섬유화는 유로리틴 A를 투여하지 않은 심부전 생쥐보다 약 42% 감소했다.

연구팀에 따르면 유로리틴 A는 손상된 미토콘드리아를 선택적으로 제거하는 세포의 청소 기능인 미토파지를 활성화해 미토콘드리아 구조와 에너지 생산 기능을 회복하는 것으로 나타났다.

연구를 이끈 오창명 GIST 의생명공학과 교수는 “이번 연구는 장내미생물 유래 대사물질인 유로리틴 A가 손상된 미토콘드리아를 제거하는 과정을 촉진하고 장내미생물과 지질 대사를 함께 조절해 박출률 보존 심부전을 완화할 수 있음을 보여줬다”며 “심장세포의 미토콘드리아 기능과 장내미생물-세라마이드 대사를 동시에 조절하는 새로운 박출률 보존 심부전 치료 전략을 제시했다는 데 의미가 있다”고 말했다.

연구에 참여한 연구진. 오창명 GIST 의생명공학과 교수, 박상욱 전남대 치의학전문대학원 교수, 송한결 GIST 의생명공학과 박사(왼쪽부터)

GIST 제공

유용하 과학전문기자