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프로바이오틱스, 피부 알레르기 질환 치료 가능성 제시
의학약학 세브란스 (2021-01-20)

연세대 권호근, POSTECH 임신혁

프로바이오틱스를 활용해 염증성 피부질환을 치료할 수 있는 가능성이 제시됐다.

연세대학교 의과대학 미생물학교실 권호근 교수와 포항공과대학 생명과학과 임신혁 교수, 이뮤노바이옴(주) 연구팀은 아토피·접촉성 피부염에서 항염증성 장내공생미생물 (이하 프로바이오틱스균)이 염증인자를 크게 줄였다고 20일 밝혔다.

이번 연구결과는 알레르기 분야에서 국제적으로 저명한 ‘알레르기·임상면역학 저널(The Journal of Allergy and Clinical Immunology, IF 10.228)’ 최신호에 게재됐다.

최근 장내 미생물에 관한 연구가 활발해지면서 장내 미생물의 불균형과 질환과의 연관성이 속속 밝혀지고 있다. 소화기질환뿐만 아니라 호흡기질환, 감염질환, 암은 물론 비만과 당뇨 같은 대사질환, 심장질환, 우울증과 치매 등 정신과적 질환과도 관련 있다는 연구도 있다.

특히, 아토피나 접촉성 피부염과 같은 염증성 피부 알레르기 질환의 경우 환자의 장내 미생물의 불균형이 염증 반응을 유도해 증상을 악화시킨다는 연구들이 보고되고 있다. 이에 프로바이오틱스를 통한 염증성 피부질환 치료제 개발에도 관심이 높아지고 있다.

연구팀은 마우스에서 장 유래 면역세포를 분리해 다양한 장내 미생물과 배양한 후 면역학적 특성에 따라 분류했다. 이렇게 분류된 장내 미생물 중 면역억제 기능 균주를 다시 선별해 최종적으로 항염증 기능을 가진 장내 미생물 조합 5종(IRT5 : Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium bifidum, and Streptococcus thermophiles)을 찾았다.

연구팀은 IRT5의 효용성 평가를 위해 집진드기를 이용한 아토피 피부염과 접촉성 피부염 동물모델에서 염증성 피부 알레르기 치료 효과를 검증했다.

연구결과 IRT5 투여군에서 염증세포의 조직 내 침투, 병리학적 면역 인자 등 모든 염증 인자 측정치가 대조군보다 50% 이상 개선됐다.[그림1] 염증 억제 면역세포인 면역조절 T세포는 대조군에서는 1.8%로 측정됐지만 IRT5 투여군은 7.5%로 3배 이상 높았다.[그림2]

IRT5의 특이적 면역조절 기전 규명을 위해 무균 마우스를 대상 한 실험에서도 IRT5가 장내 특이적 이차 대사물질(Secondary metabolite)인 프로피온산(Propionate)을 증가에 관여하는 것으로 확인됐다. 증가 된 프로피온산은 면역조절 T세포의 분화와 증식을 유도했다.

이번 연구에 따라 장내 미생물에서 염증성 알레르기 질환을 제어할 수 있는 미생물 신약 개발 가능성도 높아질 전망이다.

권호근 교수는 “장내 미생물의 면역 조절성 평가부터 면역조절 물질 발굴 및 기전 규명이라는 일련의 과정을 확인했기 때문에 다양한 장내 미생물의 면역조절 기전연구에 관한 기준점을 제시한 연구”라며 “다양한 면역질환에서 장내 미생물의 면역조절 능력에 기반을 둔 마이크로바이옴 치료제 개발의 플랫폼을 제공할 수 있게 됐다”고 말했다.

 

IRT5 투여군에서 아토피 피부염 유발인자(lgE, IL-4)와 접촉성 피부염 유발인자(IL-1β, IL-6) 모두 대조군 대비 50% 정도 낮게 나타났다.

그림1. IRT5 투여군에서 아토피 피부염 유발인자(lgE, IL-4)와 접촉성 피부염 유발인자(IL-1β, IL-6) 모두 대조군 대비 50% 정도 낮게 나타났다.

IRT5 투여군에서 대조군과 비교하면 면역조절 T세포 수가 많은 것으로 조사됐다

그림2. IRT5 투여군에서 대조군과 비교하면 면역조절 T세포 수가 많은 것으로 조사됐다.

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