건강 그리고 질환에서의 인간 장 내 미생물

Paper

Human gut microbiota/microbiome in health and diseases : a reveiw (2020)

Eman Zakaria Gomaa

 

소개

gut microbiome은 매우 다양한 미생물로 구성되어 있다. 장 미생물은 거의 1500종 이상으로 구성되어있고 50개 이상의 다른 문이 분포해 있다. Bacteroidetes, Firmicutes에 이어 Proteobacteria, Fusobacteria, Tenericutes, Actinobacteria, Verrucomicrobia 순으로 문에서 가장 dominant하며 이는 전체 인간의 마이크로바이옴 수중 90%를 차지하는 격이다. 장내미생물 구성과 기능을 바꾸는 요인중에는 숙주의 유전자, 식이요법, 나이, 출생법 그리고 항생제가 있다. 장내미생물에는 다양한 중요한 역할들이 있는데, 이는 점막 표면에 서식하여 다른 병원균으로부터 보호하는 것, 면역 시스템의 증진, 소화 그리고 물질대사에서 중추적인 역할을 하고, 표피세포의 증식과 분화 조절, 인슐린 저항성 변경 이의 분비에 영향,  장-뇌 소통에 영향, 그리고 숙주의 신경 및 정신 기능에 영향을 주는 것 들이 있다. 그러므로, 장내 미생물은 정상적인 장 생리 그리고 건강을 유지하는데에 있어 매우 중요한 역할을 한다.

이런 장내 미생물 분포의 어긋남은 여러 질병과 관련이 있는데, 이는 염증성장질환(IBD), 비만 그리고 당뇨, 알러지, 자가면역질환 그리고 심혈관질환이 있다. 게다가, 이런 구성과 기능에 영향을 주는 다양한 접근법이 있는데, 예를들면 프로바이오틱스, 프리바이오틱스 그리고 분변이식과 같은 기법의 적용이 있다. 

 

장 미생물의 조성

위와 작은 소화기관에는 상대적으로 작은 박테리아가 있지만 장에는 아주 밀집된 미생물 생태계가 존재한다. 이런 박테리아는 약 300에서 1000개 다른 종을 대표한다.  이런 풍부함으로 박테리아 종은 분변의 약 60%를 차지한다. fungi, protist, archaea 그리고 바이러스 또한 장내에 존재하지만 그들의 활동에 대해 덜 알려져 있다. 대부분의 장에 있는 박테리아는 혐기성이다. 그러나, 맹장에는 꽤 높은 밀도의 호기성 미생물이 보고되었다. 인간에서 가장 우세한 박테리아 문은 Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, 그리고 Proteobacteria그리고 가장 많이 보고된 박테리아 속은 Bacteroides, Clostridium, Peptococcus, Bifidobacterium, Eubacterium, Ruminococcus, Faecalibacterium 그리고 Peptostreptococcus이다. 이러한 속중 박테로이데스는 가장 풍부한 종이다; 이 family로부터온 종은 장에서 30% 박테리아를 차지한다. 

 

장 미생물의 기능 

물질대사 측면에서

박테리아는 cellulose, hemicelluloses, 저항성 startch, pectin, oligosaccharides 그리고 lignin과 같은 소화되지 않는 탄수화물들을 대사하여 acetic, propionic 그리고 butyric산과 같은 단쇄지방산(SCFAs)들로 분해할 수 있다. 이러한 지방산들은 소장에서 소화되는 것을 벗어나 대장으로 들어간다. 이런 대사산물은 주로 Firmicutes, Bacteroidetes 그리고 몇몇 혐기성 미생물에 의해 생산된다. SCFAs 생합성에 어긋남이 생기면 숙주에게 많은 질병들을 일으키게 된다. 

마이크로바이옴은 숙주에게 유익한 효과를 내기도 하는데, biotin, thiamine, cobalamin, riboflavin, nicotine그리고 pantothenic산과 같은 비타민 B와 비타민 K 합성에 주요한 역할을 한다. 흥미롭게도, 비타민 생합성의 경로들은 3개의 다른 enterotype에서 일어나는데; enterotype 1은 비타민 C, 비타민 B2, 비오틴 그리고 판토텐산에 관여되고, enterotype2는 엽산 그리고 비타민B1의 합성에 관여된다.

게다가, 장 미생물은 몇몇 신경전달물질을 합성하는 능력이 있는것으로 보고되었다. 예를 들면, GABA는 뇌에서 매우 중요한 억제성 신호전달물질이고 많은 신경정신장애가 GABA dysfunction과 연결되어있다. 

또한, 탄수화물, branched chain 아미노산, 아민, 페놀, 인돌 그리고 페닐아세트산은 장 미생물의 활동을 통해서 생성된다. 추가적으로, 장 미생물은 담즙산, 콜레스테롤 *conjugated 지방산의 합성에 관여하는 것으로 보고되었다.

 

보호 측면에서

미생물의 보호적인 역할은 장 표면을 차지하고 계의 안정성을 만들어 병원성 미생물의 침입을 막는 것이다. 게다가, 장 미생물의 대사능력은 소화될 수 없는 물질을 단쇄지방산을 만드는 혐기성 발효로써 분해하는 것을 포함한다. 이러한 발효 물질들은 장 상피세포에 에너지를 공급하는 역할을 하고 그러므로 장벽을 강화한다. 

게다가, 단쇄지방산(SCFAs)은 잠재적인 항염증 기능과 화학적 보호 기능을 가진 것으로 보고되었고 이로써 그들이 암 억제제로서 여겨진다. butyrate와 propionate의 항암 그리고 항염증 효과는 확인된 바 있다.  Butyrate-생산 미생물은 대장암이 있는 환자에서 감소되었다. 이런 특성은 대장세포와 면역세포에서 히스톤 탈아세틸화 활동을 감소시키는 그들의 능력을 통해 나타났다. 

 

장 미생물은의 뼈 성장 그리고 발달에의 영향

더 높은 칼슘 흡수는 장내미생물의 SCFAs의 발효를 통해서 생산된다. 칼슘흡수와 골과 연관된 미네랄의 증가는 장내 미생물이 골 발달을 증진시킬 수 있는 가능성있는 메커니즘이다. 흡수 후에, 칼슘은 치아와 뼈에 calcium hydroxyapatite로서 저장된다. 

Lactobacillus acidophilus, Lactobacilus plantarum, Lactobacilus rhamnosus GG, Lactobacillus reuteri, Lactobaciilus paracasei 그리고 Bacillus clausii와 같은 장 미생물은 또한 골재형성 과정을 중개하는 **osteoclast-osteoblast의 면역조절자로서 중요한 역할을 한다.

 

장-뇌축

이 축은 위장관과 중추신경계가 관련이 있음을 나타내는 것이다. 장 미생물에 의해 생산되어 순환하는 SCFAs는 tight junction 단백질의 생산을 증가시킴으로써 혈뇌장벽(BBB)의 완전함에 영향을 준다. 증가된 BBB의 완전성은 뇌 조직에 들어오는 바람직하지 못한 대사물의 진입을 제한한다. 지질단백질과 지질다당류와 같은 물질을 생산하는 장 미생물은 면역세포로부터 사이토카인의 방출을 촉진함으로써 자가면역 기능에 영향을 준다. 이러한 사이토카인은 BBB를 넘어서서 신경세포를 활성화 시킬 수 있다. 

 

장 미생물 조성에 영향을 주는 요인들

식이

식이는 특정 종을 증가시키거나 감소시킬 수 있어 이는 곧 대사산물의 조정으로 이어질 수 있다. 모유수유를 받은 아기는 Actinobacteria의 과성장 그리고 Firmicutes 과 Proteobacteria의 억제가 있었다. 모유에는 이런 박테리아들에 의해 효과적으로 대사될 수 있는 다당류가 포함되어 있고, 이는 SCFAs의 증가를 낳아 면역시스템에게 IgG의 발현을 증가시키도록 한다. 그러나, 분유를 먹인 아기는 Clostridia, Streptococci, Bacteroides 그리고 Enterbacteria의 증가를 보였다. 유아기 이후에는 식이가 미생물의 구조, 형태 그리고 다양성을 조절하는 주된 요인이 된다.

채식 다이어트는  Firmicutes 그리고 Bacteroidetes의 지배와 장내 미생물의 다양성 그리고 건강과 연관되어 있는 것으로 알려져 있다.식이섬유 섭취는 장의 점막 장벽기능의 완전성을 유지하는데 필수적이다. 풍부한 식이섬유 식이는 혈당조절을 증진시키고 제 2형 당뇨병 환자들에서 더 건강한 대사적인 지표를 촉진시키는 것으로 나타났다. 단백질과 지방이 풍부한 식이에서 Bacteroides, Bilophila 그리고 Alistipes와 같은 ***bile-tolerant 종의 풍부함 그리고 Firmicutes의 억제와 연관이 있는 것으로 드러났다. 주목할만한 것은, 이런 유형의 식이증가는 면역을 낮추고 감염에 취약하게 하며 대사질환을 발달시키는 것으로 드러났다.

 

나이

출생경로(자연분만, 제왕절개)에 따라서 미생물 군집형성은 다르게 나타난다. 더 광범위한 미생물 군집형성은 출생직후 나타나게 되는데, 장에서 처음으로 보여지는 첫번째 박테리아는 Proteobacteria와 같은 호기성 균주들이다. 이러한 박테리아는 산소농도를 감소시키고 혐기성 균주, 예를들면 Firmicutes, Actinobacteria, 그리고 Bacteroides들의 군집형성을 허용한다. 늙은 사람들에게서 bifidobacteria와 bacteroides의 큰 감소가 있는 것으로 보여졌다. 게다가 조건 혐기성 미생물, fusobacteira, clostridia 그리고 eubacteria은 증가하였고, bifidobacteria는 감소한 것이 확인되었다.

노화는 노인의 미생물의 기능과 조성에 크게 영향을 미친다. 이러한 변화는 다양한 라이프스타일과 생리학적 변화와 관련이 있다. 노인의 미생물은 다양성 감소와 기회주의적인 병원성 세균의 풍부함 증가 그리고 SCFAs를 생산하는 종의 감소로 특징지어진다. 전체적으로, 노인의 장 미생물은 낮은 Bacteroidetes 대 Firmicutes 비율 그리고 Enterobacteriaceae의 풍부함이 보여진다. 

 

숙주의 유전체

숙주의 유전체가 종의 풍부함과 개별 분류의 풍부함에 영향을 줌과 더불어 병원취약성에 있어서 다양성에 기여한다는 것은 잘 알려져 있다. 숙주의 ㄴ선천성 면역과 관련된 유전자와 마이크로바이옴 사이의 여러 연관성이 밝혀진 바 있다. 수년간 따로 떨어져 산 일란성 쌍둥이들은 그들의 미생물 분포에서 높은 유사성을 보였지만 그들의 배우자는 그렇지 않았다. Firmicutes, Actinoacteria, Tenericutes 그리고 Euryarchaeota 문은 유전성이 더 높은 것으로 드러났고 반면에 Bacteroidetes문은 매우 낮은 유전성을 보였다. 

 

운동

인간에서 몇몇 연구들은 운동이 장 미생물 다양성을 증진시키고 단백질 섭취 그리고 creatine kinase 수치와 양의 연관성이 있음을 보여주었다. 운동은 미생물 다양성 증가를 일으킨다. 운동선수는 비운동선수에 비해 낮은 레벨의 bacteroidetes를 보이고 더 높은 레벨의 firmicutes를 보였다. 운동에 대한 반응으로 보고된 박테리아 분류는 Lactobacillus, Bifidobacterium 그리고 Akkermansia이며, 반면에 Proteobacteria, Turicibacter 그리고 Rikenellaceae와 같은 종은 감소되었다. 게다가 SCFAs 생산과 Clostridiales, Roseburia, Lachnospiraceae, 그리고 Erysipelotrichaceae와 같은  butyrate-생산 종는 운동에 반응하여 증가하는 것으로 나타났다. 

 

항생제

항생제 사용은 양날의 검이다 : 유해성 그리고 유익성 미생물을 모두 파괴한다. 항생제는 미생물이 병원균을 억제하는 경쟁적 배제 메커니즘을 방해한다.

clindamycin을 2년동안 복용하면 bacteroides 다양성 회복이 없는 미생물의 변화를 유발한다. 또한, 헬리코박터균 치료를 위해 clarithromycin을 사용하는 것은 actinobacteria의 수를 감소시키는 반면, ciprofloxacin은 ruminococcus의 감소시키고 이는 치료 후에 반년동안 회복되지 못한다. Vancomycin 치료는 Bacteroidetes, Fuminococcus, 그리고 Faecalibacterium의 감소를 유발하지만 Proteobacteria 종을 증가시킨다.

 

흡연

흡연을 끊고 있는 건강한 인구의 분변 미생물에서 상대적으로 Firmicutes와 Actinobacteria의 풍부함의 증가와 Bacteroidetes 그리고 Proteobacteria의 감소라는 중요한 변화가 관찰되었다. 게다가, 연구에서 흡연자와 비흡연자간의 구강 및 장 미생물의 중요한 차이가 보고되었다.

 

지리적 영향

연구는 산업화되지 않은 국가의 성인에서 Firmicutes가 더 높다는 것을 보였으나 반면 서양화된 국가에서는 Bacteroidetes대 Firmicutes의 비율이 더 높은 것으로 보였다.

 

질병과 장 미생물의 관계

위장관 및 간 질환

IBS는 기능적 질환으로 복통, 복부 팽만 그리고 배변습관의 변화와 같은 여러 증상에 의해 설명된다. SCFAs의 농도가 IBS에서 증가하고 이는 세로토닌의 방출을 증가시킬 수 있다고 보고되었다. 비록 IBS는 심각한 질병은 아니지만 10-15%의 사람들이 삶의 질 저하로 고통받고 있다. 미생물이 IBS의 병리생리에 참여한다는 많은 증거들이 있다. 장 미생물에서의 정량적 그리고 정성적 변화가 IBS환자에게서 관찰되었다.  게다가 장 미생물 불균형은 병원성 미생물이 창자벽에 붙음을 장려하는 것을 통해 IBS 병인에 포함되는 것으로 여겨진다. 연구는 IBS환자들에게서 특히 Clostridium , Ruminococcus그리고 Dorea와 같은 Firmicutes의 증가와 Ruminococcus albus, Bacteroides fragilis, B. vulgates 그리고 R callidus의 감소를 확인하였다.

 

IBD는 소화기관에 영향을 미치는 만성 면역 매개의 염증성 질환의 또다른 그룹으로써 여겨진다. 이 것은 두개의 중요한 종류로 나뉜다 : 궤양성 대장염 그리고 크론병. 크론병은 장관 전체에 영향을 줄 수 있고 장의 다른 부들의 불연속적인 관여에 의해 특징지어진다. 반면에 궤양성 대장염은 대장과 직장에만 한정되며 큰 창자의 연속적인 면역으로 특징지어진다. 여러 연구들은 식이와 IBD에 취약한 개인의 마이크로바이옴 사이의 직접적인 관계를 확인하였다. IBD 환자들은 소화기관에 면역반응이 제대로 발휘되지 못하는 점막 층이 있는 것으로 생각되어지는데 이는 내강의 마이크로바이옴이 내부 상피세포를 통과하게하여 증식성의 그리고 염증성의 과정을 유발한다. IBD는 Bacteroidetes 그리고 Firmicutes와 같은 몇몇 종의 감소와 함께 장내 불균형과 주되게 연관되어 있다. 게다가, Faecalibacterium prausnitzii 그리고 Roseburia의 풍부함이 더 적은 것은 CD그리고 UC를 가진 환자에서 보고되었다. 

 

지방간은 비만, 알코올 그리고 대사신드롬과 연관되어 있다. 장미생물과 동반되는 라이프스타일과 식이는 이런 질병의 출현에 수반된다. 비알콜성지방간은 간세포에 트라이글리세라이두와 같은 주된 지방 축적에 의해 설명된다. 이것은 간경화 그리고 간암을 유발할 수 있다. NAFLD의 기본정니 병인은 확실하지 않다; 그러나 장내 미생물의 변화가 그것의 발달에 주요하게 기여할 수 있다고 생각되어진다. 몇몇 조사에서는 Firmicutes그리고 Bacteroides의 낮의 낮은 수준이 E.coli의 유의한 수준이 지방간 질환의 발생과 관련하여 보고된 바 있다. Ethanol은 LPS의 침입 레벨과 장 투과성을 증가시킴으로써 간 손상에 참여할지도 모른다. 또다른 매커니즘은 장 미생물에 의한 독성 methylamines을 만드는 콜린의 촉매작용이다. 증가된 알코올 섭취는 그람양성 박테리아의 과성장을 유발하고 이는 증가된 장 투과성을 유발하며 간에 염증성 분자와 같은 박테리아성 대사물의 이용가능성을 높인다.

 

대사질환

비만은 지방 조직의 과잉 축적으로부터 유발되어 BMI가 30kg/m^2보다 높은 경우로써 정의된다. 비만은 만연한 질병인데 이는 대사 신드롬으로서 여겨져 다른 대사성 장애와 함께 떠오르고 있다. 이러한 대사장애의 지표는 인슐린 저항성과 당뇨, 관절염, 이상지질혈증, 간 지방증, 그리고 암이다. 많은 요인들이 비만에 영향을 준다. 게다가, 장 미생물이 비만의 시작과 발달에 중요한 역할을 한다. 비만 환자로부터 얻은 마이크로바이옴은 식이로부터 에너지를 얻고 발효하는 과정에서 더욱 증가된 능력을 가졌다. 비만 인구에서  Firmicutes 대 Bacterodies/Prevotella의 높은 비율은 다당류의 분해와 연관된 미생물 유전자를 증진시키며 SCFAs의 레벨을 증가시킨다. 이는 탄수화물과 SCFAs 생산의 대사와 관련있는 효소 코딩 유전자의 발현이 증가된 것을 낳은 것이다. 게다가 비만 환자들은 마른 사람들에 비해 상대적으로  Porphyromonas, Campylobacter, Bacteroides, Staphylococcus, Parabacteroides, Dialister 그리고 Ruminococcus의 풍부함으로 특징지어진다. 반면에, 낮은 비율의 Lactobacillus, Bifidobacterium, Facalibacterium, Akkermansia, Methanobrevibacter 그리고 Coprococcus가 보고되었다.

 

제 1형 당뇨는 이자 beta-cells가 없는 것이다. 전형적으로 1형 당뇨는 장 미생물이 구성되는 초기에 나타나 면역 체계의 조직화에 있어 주요한 역할을 가지는 것을 암시한다. 면역 체계와 장미생물의 상호작용은 1형 당뇨 발달의 소인을 변경하는 것으로 보여진다.1형 당뇨 환자에서 장 미생물은 높은 레벨의 Bacteroidetes, lactate와 butyrate의 부족, 그리고 낮은 수준의 박테리아성 기능적 다양성으로 설명된다. 제 2형 당뇨는 몸이 더이상 충분한 인슐린을 생산하지 못하거나 인슐린 생산에도 불구하고 글루코스를 효과적으로 대사하지 못하는 만성 대사장애이다. 이런 당뇨를 가진 환자의 장 미생물은 몇몇 문의 높은 증식을 보였는데 이는 Proteobacteria, Bacteroidetes 그리고 Firmicutes이다. 

 

심혈관질환의 발달을 유발하는 전통적인 위험인자들은 대부분 지방 그리고 제2형당뇨 이다. 게다가, 서양 식이의 주된 부분을 나타내는 식이성 choline 그리고 cartinine의 미생물에 의한 소화는 CVD의 위험을 높이는 것으로 보인다. 이런 복합물의 대사는 간에서 TMAO로 산화되는 TMA를 생산하며, 이는 아테롬섬 동맥 경화증 발달과 연관있는 amine oxide이다.  아테롬섬 동맥 경화증 환자의 장 미생물은 butyrate-생산 Eubacterium 그리고 Roseburia 풍부성 감소로 특징지어진다. 

 

면역연관 질환

Bacteroidetes 그리고 다른 butyrate-생산 박테리아는 유아기에 밀도에 있어서 주요한 감소를 보였다. 어린이 시절의 알러지 증상 초기에 장 미생물은 전체적으로 낮은 확산을 보였고 특히, Staphylococcus aures, Faecalibacterium prausnitzii 그리고 Clostridium에서 그랬다. 그러나, Bifidobacterium adolescentis에서 높은 풍부함을 보였다. 관찰들은 장 미생물이 어린 시기에 천식 발달 위험에 기여한다는 사실을 밝혔고, 이로써 gut-lung 축의 개념을 더욱 명확히 했다.

 

종양성 질환

높은 함량의 동물성 단백질과 지방 그리고 낮은 식이섬유 섭취는 대장암 발달과 높은 연관이 있다. 반면에, 야채, 과일, 해산물 그리고 전체적인 곡물 시리얼이 풍부한 식이는 낮은 위험과 연관되어 있다. 암의 발생은 다른 종과 대비해 종의 우세함과 연관되어 있는 것이 아니라 장 미생물이 기능하는 전체적인 물질대사 경로와 연관되어 있다는 것은 주목할 만 하다. 즉, 장 마이크로바이옴은 치료에 반응하는 환자를 식별할 수 있는 기회를 제공해줄 수 있다. 

 

신경 및 정신질환

병원성 박테리아에 의해 유발된 미생물 불균형은 면역성 그리고 대사성 경로를 통해서 불안증을 야기하고 악화할 수 있다. 반면에 프로바이오틱스는 불안증을 완화할 수 있다. Lactobacillus 그리고 Bifidobacterium의 몇몇 종은 불안을 완화하는 효과를 가지는 것으로 드러났다.

 

몇몇 관찰연구는 우울증과 장미생물간의 양방향성 상호작용을 확인했다. 우울증은 염증을 유발하는 장-뇌 축의 변경과 연관되어 있다. 장 투과성이 변하고 장벽의 완전성이 감소되면, 특정 그람양성 박테리아가 장벽을 가로질러 전위되고 염증반응이 활성화된다. 

 

자폐증은 장벽 기능의 손상과 함께 창자의 기능이상과 연관이 있음이 밝혀져왔다. 장 미생물과 ASD의 관계는 Clostridium의 신경독성효과가 ASD의 발생과 관련이 있다는 가정으로 시작했다. ASD환자에서 미생물 분석결과 그들은 건강한 대조군에 비해 높은 Proteobacteria와 Bacteroidetes의 풍부성 그리고 낮은 Firmicutes와 Bifidobacteria 풍부성을 갖고 있었다. 속 수준에서, ASD환자들에게서 Alistipes, Bilophila, Dialister, Parabacteroides 그리고 Veillonella 상대적으로 풍부성이 감소했고, Collinsella, Corynebacterium, Dorea 그리고 Lactobacillus 레벨은 유의하게 증가했다.

 

알츠하이머병은 점진적이고 퇴행적인 장애성 질병으로 중추신경계에 영향을 주어 세계적으로 치매의 주요한 근원이다. AD의 증상은 cholinergic 기능의 점진적인 감소 때문인데 이는 대뇌피질의 해마 그리고 뇌의 다른 영역들에서 있는 신경세포의 사멸 때문이다. 몇몇 연구는 장 미생물과 알츠하이머병의 병인 사이의 중요성을 확인하였다. 불균형은 장 그리고 혈뇌장벽 투과성을 증가시킨다. 장 미생물은 또한 많은 LPS, 알츠하이머와 관련된 아밀로이드 및 염증성 사이토카인을 생산한다. AD를 가진 쥐의 장 미생물은 건강한 것에 비해 높은 Bacteroidetes 그리고 Firmicutes 수준을 보였고, 낮은 수준의 Akkermansia 그리고 Allobaculum genera를 보였다.

 

치료제로서의 미생물

프로바이오틱스 그리고 신바이오틱스

가장 많이 사용되는 프로바이오틱스 종은 Lactobacillus, Bifidobacteria 그리고 효모다. 주기적으로 발효우유 또는 요거트의 소비는 lactic acid bacteria의 증가를 유발한다. 프로바이오틱 박테리아의 기능은 다중성이고 다양하다. 그들은 SCFAs를 생산함으로써, 장내 pH 환경을 낮추고 비타민 B 그리고 K와 같은 비타민들을 합성하며 발암물질들을 대사하고 병원성 미생물에 대항해 항미생물 활성을 보여준다. 그럼에도 불구하고 여전히 한계는 존재한다. 

셀룰로스, 콩, 올리고당, 생 귀리, 리그닌 그리고 치커리 뿌리와 같은 프리바이오틱스는  위산에 대항하는 선택이 되어 소화효소에 의해 분해되지 않고 소화계의 윗부분에서 흡수되어 장 미생물에 의해 발효되고 장 미생물의 유용한 종의 성장을 증진시킨다. 

신바이오틱스는 프로바이오틱스와 프리바이오틱스의 합성한 것이다.이 용어는 특히 특정 프로바이오틱 종을 선호하는 프리바이오틱 복합물이 들어간 제품을 위한 단어이다. 신바이오틱스는 여러 질병의 치료에 적용되는 것으로 보고되어왔다. 예를 들어, 이눌린은 궤양성 대장염 치료에 성공적인 신바이오틱 치료로 검증되었다. 게다가, 이눌린과 butyrate의 조합은 확장기 혈압과 공복혈당을 낮추는 데 적용될 수 있고 T2D 환자의 비율을 감소시키는데 적용될 수 있다. 또한, 신바이오틱스의 가장 가능성있는 적용 중 하나는 대장암 감소를 위한 프로바이오틱스에 이눌린을 보충하는 거이다. 그들은 SCFAs의 생산을 통해 행동하여 세포사멸과 숙주의 면역시스템 증진을 조절한다. 더불어, 프락토올리고당은 소화계 내강을 통과할 수 있고 소화되지 않아 상행 결장까지 바뀌지 않은채로 도달한다. 이들의 소화는 pH 감소를 초래하여 박테리아 성장에 우호적이지 않은 환경을 만들어 낸다.   

 

분변 미생물 이식

분면 미생물 이식(FMT)는 건강한 사람으로부터 얻은 분면변 미생물을 환자의 장에 이식하는 과정이다. FMT는 IBS, IBD, 인슐린 저하성, 비만, 자폐, 설사, 알러지, 대사 신드롬, 대장암, 항암면역, 신경정신적 상태, 파킨슨 병을 포함한 다양한 질병의 치료에 광범위하게 사용되어왔다. 하지만 이점에도 불구하고 부작용 역시 많다. 치료된 환자의 미생물은 치료 이후에 증여자의 것을 닮는 것으로 보여졌다. 

 

파지 치료

박테리아는 인간 몸에 거주하는 단 하나의 미생물 종은 아니라는 것은 잘 알려져있다. 다양한 그룹의 바이러스들이 같은 생태계에 다른 자리를 공유하고 있다. 파지는 대략 인간 바이러스체의 90%를 차지하고 박테리아 인구에 큰 영향을 준다. 파지는 항미생물 목적 또는 미생물 커뮤니티의 조성을 조절하는 목적으로써 쓰일 수 있어 훌륭한 치료적 잠재력을 가지고 있다.

 

Take Brain Messages

- 미생물은 우리 면역체계와 깊은 관계를 맺고 있는 것은 분명하다.

- 미생물이 생산하는 단쇄지방산은 대사경로에 크게 관여하며, 여러가지 인자들을 조절한다.

- 프로바이오틱스가 정말로 도움을 줄까? 장에 제대로 도달 할 수 있을까?

- 미생물의 속, 문에 관한 정보 따로 synopshot 정리가 필요하다.

 

 

References

Gomaa EZ. Human gut microbiota/microbiome in health and diseases: a review. Antonie Van Leeuwenhoek. 2020 Dec;113(12):2019-2040. doi: 10.1007/s10482-020-01474-7. Epub 2020 Nov 2. PMID: 33136284.