등록일2017-04-20
알츠하이머 질환이 장내 세균과 관련이 있다는 연구결과가 나왔다. 본 연구는 알츠하이머 모델 쥐와 건강한 쥐의 장내 세균의 구성이 다름을 확인한 연구로 2월 8일자 Scientific Reports에 발표되었다.
알츠하이머 질환은 치매를 유발시키는 가장 흔한 형태의 질환이며, 발병 기전은 베타-아밀로이드라는 뇌세포 표면에 있는 단백질이 응집되어 플라그를 형성하여 뇌세포들 사이의 신호가 전달되는 통로를 차단시켜 뇌세포가 죽으면서 치매를 유발하는 것으로 알려져 있다. 하지만, 아직까지 확실한 치료제는 없는 상황이다. 장내 세균과 뇌 질환과의 연관성에 대한 많은 연구가 있었지만, 알츠하이머 질환에 대한 영향은 충분히 알려져 있지 않다.
본 연구에서 스웨덴의 룬드 대학의 할레니우스 박사 연구팀은 APP transgenic mouse로 알려진 알츠하이머 질환 마우스 모델과 정상 마우스 모델을 이용하여 장내 박테리아의 영향을 평가하였다.
알츠하이머 질환 마우스 모델은 장내 세균의 구성에 변화를 보였다.
월령별(1-month, 3.5-month, 8-month) 알츠하이머 질환 마우스 모델(CONVR-APPPS1)과 정상 마우스(CONVR-WT)의 분변 샘플로부터 박테리아를 동정하였다. 그 결과 APPPS1 마우스에서 두 종류의 phyla (Firmicutes와 Bacteroidetes) 변화가 관찰되었다 (그림 1a 참조). 8개월된 APPPS1 마우스는 CONVR-WT에 비해 Rikenellaceae와 S24-7의 미분류 속(unclassified genus)은 증가되었으며, Allobaculum과 Akkermansia는 감소되었다 (그림 1b 참조)
[그림 1] CONVR-APPPS1 마우스와 CONVR-WT 마우스 간의 장내 박테리아 비교
베타-아밀로이드 레벨은 장내 세균이 없는 알츠하이머 질환 마우스에서 더 낮았다.
장내 세균과 베타-아밀로이드와의 상관 관계를 확인하기 위하여 장내 세균이 없는 APPPS1 마우스, germ-free APPPS1(GF-APPPS1) 마우스를 제작하였다. GF-APPPS1 마우스와 CONVR-APPPS1 마우스에서 뇌의 베타-아밀로이드, Aβ38, Aβ40 및 Aβ42의 레벨을 측정하였다. 두 모델 모두 3.5개월 마우스에 비해 8개월 마우스에서 뇌의 베타-아밀로이드가 증가되었다 (그림 2a, 2b, 2c 참조). 하지만, Aβ42 레벨은 CONVR-APPPS1에 비해 GF-APPPS1 마우스에서 낮게 확인되었다 (그림 2c, 2d 참조)
[그림 2] GF-APPPS1 및 CONVR-APPPS1 마우스에서의 베타-아밀로이드 측정
장내 세균이 없는 알츠하이머 질환 마우스에 알츠하이머 질환 마우스의 장내 세균을 주입하면 베타 아밀로이드가 증가한다.
뇌의 베타-아밀로이드 형성에 대한 장내 세균의 영향을 확인하기 위해 4개월 된 GF-APPPS1 마우스에 12개월의 CONVR-WT와 CONVR-APPPS1 마우스의 장내 세균을 주입하였다. 결과는 CONVR-APPPS1 마우스의 장내 세균을 주입한 GF-APPPS1 마우스는 뇌의 베타-아밀로이드가 크게 증가되었으나, CONVR-WT 마우스의 장내 세균을 주입한 GF-APPPS1 마우스의 뇌의 베타-아밀로이드의 증가는 크지 않았다 (그림 3a, 3b, 3c, 3d 참조).
[그림 3] GF-APPPS1 마우스에 CONVR-WT 및 CONVR-APPPS1 마우스의 장내 세균의 주입
할레니우스 박사는 본 연구는 베타-아밀로이드 형성과 장내 박테리아의 연관성을 보여주며, 더 나아가 특정 박테리아가 베타-아밀로이드 형성에 관여하고 이들이 알츠하이머 질환의 발병 및 진행을 일으킬 수도 있다고 말했다. 또한, 본 연구의 임상학적 해석으로 알츠하이머 질환의 치료 및 예방에 새로운 지표를 열 수도 있다고 말했다.
[근거] Scientific Reports Volume 7, Article number: 41802 “Reduction of Abeta amyloid pathology in APPPS1 transgenic mice in the absence of gut microbiota”