고광표 교수(서울대학교) 연구팀이 장내 미생물 중 아커만시아 뮤시니필라 (Akkermansia muciniphila) 배양액 내에 존재하는 식욕억제호르몬 분비 단백질을 확보하고, 이 단백질에 의한 대사질환 완화 효능 및 관련 기전을 규명했다.
서구화된 식습관과 항생제 남용 및 운동부족은 장내미생물의 불균형을 초래하며, 이는 대사질환을 포함한 당뇨, 암, 염증성 질환과 상관관계가 있는 것으로 알려져 있다. 장내 미생물의 불균형 개선을 위해 장내 미생물 이식, 장내 미생물 분리 단일 균주 및 유래 대사산물 섭취에 의한 대사질환 방어 연구 등이 기존 연구를 통해 보고되었다.
아커만시아 뮤시니필라 균주는 장 점액질 생산 유전자 발현과 장벽 투과 방어기전, 지방세포 내 조절 T 세포 발현증가를 통해 국부적 염증 조절을 유도함으로써 항비만 효과를 유도하는 것으로 보고된 바 있다. 또한 아커만시아 뮤시니필라 막 유래 선모 유사 단백질에 의한 내당능 및 장벽 강화 효능이 확인되면서 장내 미생물 유래 활성 물질을 이용한 신약 개발의 가능성이 제시되고 있다.
본 연구에서는 아커만시아 뮤시니필라에서 식욕억제 호르몬으로 알려진 글루카곤 유사 펩타이드 (glucagon-like peptide-1, GLP-1)를 분비할 수 있는 단백질을 배양액 분획을 통해 확보하였고, 이를 동물 모델을 통해 당항상성 조절, 갈색지방 활성화, 체중 조절의 변화 등을 확인하였다. 또한 미생물 유래 단백질이 호스트와 상호작용하는데 중요한 수용체 및 세포 내 신호조절 기전을 확인하였다.
고광표 교수는“이 연구를 통하여, 장내 미생물에서 식욕억제호르몬 분비능을 가진 단백질을 확보하였고, 이를 이용하여 체중 조절, 당 항상성 효능 등을 규명하였으며, 호스트와 특이적 상호작용을 함으로써 대사질환을 완화하는 기전을 최초로 규명하였다.”라며 관련 IP의 확보하였으며 향후 추가 비 임상 및 임상시험을 통하여, 마이크로비옴 신약개발을 할 수 있을 것으로 기대된다”고 연구의 의의를 설명했다.
이 연구성과는 한국연구재단의 지원으로 수행되었다. 본 연구는 Nature 자매지인 Nature Microbiology (IF 15.540)에 2021년 04월 05일 온라인판으로 게재되었다.