장내 미생물 신호 전달 비밀 풀었다

이승우 포스텍 교수팀

혈류 통해 골수로 전달된 뒤

단핵구세포가 조직반응 조절

암·염증성질환 치료 응용 가능

국제학술지 블러드 표지에 소개된 이승우 포스텍 교수팀의 연구성과.

우리 몸에 2,000여종, 수백조 개가 살고 있는 미생물. 이들은 대부분 장에 존재하지만 그들에 의한 작용은 몸 전체에 나타난다. 미생물이 장뿐만 아니라 폐·간·뇌·골수 등 다른 조직에서 생명현상을 조절하는 것이다. 하지만 그동안 과학계는 장내 미생물 신호가 전신으로 전달되는 방법이나 신호를 받아들여 면역세포를 만들어내는 방법에 대해서는 해답을 내놓지 못했다.

최근 포항공대(POSTECH·포스텍, 총장 김무환) 융합생명공학부의 이승우 교수와 박윤지 연구교수, 통합과정 이승원·김혜강 연구원이 장내 미생물이 어떻게 몸 전체로 신호를 보내고 골수의 조혈작용을 조절하는지를 밝혀냈다. 이들은 이미징 연구를 통해 골수에 있는 CX3CR1+ 단핵구세포들이 조혈전구세포들과 접촉하는 것도 최초로 증명했다. 이 성과는 미국혈액학회(ASH) 저널인 블러드의 표지 논문으로 소개됐다.

이승우 포스텍 교수

연구팀은 장내 미생물이 골수의 조혈작용을 조절해 백혈구(면역세포)를 만들어냄으로써 우리 몸의 면역력을 조절한다는 사실에 주목했다. 이 과정에서 장내의 박테리아디엔에이(bDNA)를 포함하는 미생물 신호가 혈류를 통해 골수 내로 전달되며 골수에 있는 CX3CR1+ 단핵구세포가 이를 인식하는 것을 밝혀냈다. 이어 CX3CR1+ 단핵구세포들이 혈관보금자리에서 조혈전구세포들과 접촉하고 있으며 골수 내 혈관 주위에 있는 CX3CR1+ 단핵구세포가 미생물 신호를 받아들이는 신호등 역할을 한다는 것을 확인했다. 장내의 미생물이 내보낸 신호가 혈류를 통해 이동해 골수에 있는 CX3CR1+ 단핵구세포에 의해 인식되고 이를 통해 생성된 사이토카인으로 인해 골수의 조혈작용이 조절되는 메커니즘을 밝혀낸 것이다.

이승우 교수는 “장내 미생물 신호가 전신조직 반응을 조절하는 메커니즘을 처음으로 규명했다”며 “장내 미생물 신호전달 경로를 이용하면 다른 조직의 면역반응을 조절하거나 암, 염증성 질환 치료에 응용이 가능할 것”이라고 밝혔다.
/고광본선임기자 [e-mail]