연구 필요성
대사성 지방간 질환 (Metabolic-associated Fatty Liver Disease; MAFLD)은 전 세계적인 보건 문제이다. 특히 대사불균형 지방간염 (Metabolic Dysfunction-Associated Steatohepatitis; MASH)은 간경화나 간암으로 가기 전 회복 가능한 마지막 단계로 불리지만, 표준 진단법인 간 생검은 통증이 심하고 위험한 침습적 방식이라는 한계가 있다. 따라서 장내 미생물 생태계와 Liver 사이의 상관관계를 밝혀 비침습적이고 정확한 진단 및 치료 방법을 찾는 것이 매우 시급하다.

연구성과/기대효과
서울대학교 농업생명과학대학 농생명공학부 동물생명공학전공 김영훈 교수 연구팀은 장내 미생물인 롬부치아 호미니스 (Romboutsia hominis)균주와 이들이 생성하는 세포외소포체 (Extracellular vesicles; EV)가 지방간염을 악화시키는 반면, 아커만시아 뮤시니필라 (Akkermansia muciniphila)와 이들 유래 세포외소포체 (EV)은 간 내지방 합성을 억제하여 장관마이크로바이옴이 생성하는 세포외소포체 (EV)의 기능성은 종특이성을 가지고 있으며 기능성 장관 마이크로바이옴 유래 세포외소포체 (EV)는 다양한 대사성 질환에 치료효과가 있음을 규명하였다.
 또한 장내 미생물 정보와 혈액 데이터를 결합한 머신러닝 진단 모델을 개발해 90% 이상의 정확도로 MASH를 선별해 냈다. 이는 향후 대변이나 혈액을 이용한 간 건강을 관리하는 인공지능 기반 비침습적 진단 모델의 기반이 될 것으로 예상되며 기능성 장내미생물 유래 종특이적 세포외소포체 (EV)의 병용처리를 활용한 새로운 생균치료제 및 세포외소포치료제 개발에도 활용될수 있을 것으로 기대된다.

Journal Link https://doi.org/10.1016/j.phrs.2026.108184 

□ ‘장-간 축’에서 찾은 대사기능 장애 관련 지방간염의 열쇠, AI를 활용한 비침습성 진단기술 및 장내미생물 유래 종특이적 세포외소포체(EV)를 활용한 치료제 개발의 패러다임 전환
서울대학교 농업생명과학대학 농생명공학부 동물생명공학전공 김영훈 교수 연구팀은 4월 2일 약학 분야의 국제적인 저명학술지인 ‘Pharmacological Research’(IF=10.5, PHARMACOLOGY & PHARMACY 카테고리 13/352, 상위 3.6%, Q1)에 장관 마이크로바이옴 유래 세포외소포체 (Extracellular vesicles, EV)’가 대사 기능 장애 관련 지방간염에 미치는 영향과 이를 이용한 고정밀 진단 기술을 규명했다고 밝혔다. 이번 연구를 통해 장내 미생물 생태계 불균형이 어떻게 간 질환으로 이어지는지에 대한 구체적인 메커니즘을 밝혀냈으며, 인공지능을 활용한 비침습적 진단 모델까지 제시해 차세대 간 질환 치료 및 인공지능 기반 비침습적 진단 시장에 활력을 불어넣을 것으로 기대된다.

연구팀은 동물 모델을 통한 종단적 연구를 통해 대사불균형 지방간염 ((Metabolic Dysfunction-Associated Steatohepatitis; MASH) 진행 과정에서 특정 장내 미생물의 역할 변화를 추적했다. 연구 결과에 따르면 롬부치아 호미니스 (Romboutsia hominis)는 지방간염이 진행됨에 따라 급격히 증가하며, 종양괴사인자 (TNF-α) 신호 경로를 통해 간 내 지방 축적과 염증을 심화시키는 핵심 악화 요인으로 지목되었다.
 
반대로 아커만시아 뮤시니필라 (Akkermansia muciniphila)는 질병이 진행됨에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 특히 이 장내미생물이이 분비하는 세포외소포체 (EV)을 투여하였을 때, 지방 합성 관련 유전자의 발현을 억제하여 간 내 지방 축적을 유의미하게 감소시키는 치료적 효과가 확인되었다.

또한, 기존 지방간염의 진단은 간 생검 (Biopsy)과 같은 침습적 방식이어서 주로 정확도가 낮은 혈액 검사에 의존해 왔다. 서울대 김영훈 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 장내 미생물 프로파일과 혈청 바이오마커 데이터를 결합한 머신러닝 기반 진단 모델을 개발하여, 비침습적인 방식임에도 불구하고 90%이상의 높은 정확도로 MASH 질환 지표인 NAS점수를 구해낼 수 있음을 입증했다.
 
이번 연구는 장내 미생물 자체가 아닌, 미생물이 방출하는 세포외소포체 (EV)가 장벽을 통과해 직접적으로 장-간 축 상호작용을 통해 간대사 및 기능향상을 조절한다는 점을 분자수준에서 명확히 규명했다는 점에서 학술적 가치가 높다. 연구팀은 “장관 마이크로바이옴 자체의 효능과 함께 기능성 장내미생물 유래 종특이적 세포외소포체 (EV)의 병용처리를 활용한 새로운 생균치료제 및 세포외소포치료제 신약 개발의 핵심 근거가 될 수 있을 것으로 기대된다.”라고 말했다.

이번 연구성과는 한국연구재단의 개척연구와 서울대학교 국제공동연구 지원사업 SNU OPEN WORLD (SOW) 지원사업을 통해 수행되었다.

연구결과
Pharmacological Research (Volume 227, 2 April 2026, 108184)