마이크로바이옴, ‘알츠하이머’의 새로운 해결점

인체 유사한 시험 통해 장내 미생물로 아밀로이드 베타, 타우 조절 입증

장내 미생물을 이용한 알츠하이머 치료연구가 실제 사람과 가까운 동물 시험과 인체 시험으로 효과를 입증해 난항을 겪고 있는 치료제 개발의 새로운 해결점이 될 것으로 나타났다.  

13일 명지병원 농촌홀에서 열린 뉴호라이즌 알츠하이머 연구소&마이크로바이옴 조인트 심포지엄에서 ‘알츠하이머병 환자와 장내 미생물 연관성’을 주제로 이 같이 발표됐다.

충남대학교 김민수 교수는 “장내 미생물은 인체 면역기능 조절에 중요한 역할을 한다. 이런 장내 미생물에 생기는 불균형이 각종 감염질환, 비만 등을 유발한다” 며“최근 이러한 장내 미생물과 뇌의 연관성에 대한 관심이 커지고 있다. 특히 알츠하이머에 있어서 장내 미생물이 영향을 준다는 점에 많은 연구들이 나타나고 있다”고 말했다.

알츠하이머병은 인지장애와 기억손상을 동반하는 퇴행성 뇌질환이다. 베타 아밀로이드, 타우 등 뇌 속 단백질의 축적, 신경세포 손상과 과도한 염증반응 등 전형적 신경병리학적 특징을 나타난다. 

김 교수에 따르면 장내 미생물은 알츠하이머의 가장 큰 원인으로 꼽히는 베타 아밀로이드와 타우를 감소시키는 것으로 나타났다. 이에 인간의 알츠하이머병과 아주 유사한 질병이 자연히 발생한 생쥐 (Alzhehimer's disease-like pathology, ADLP)를 대상으로 한 연구가 발표되면서 이에 대한 입증을 더 확실하게 나타냈다는 것이 그의 설명이다.

ADLP 쥐모델은 사람의 알츠하이머 유전자를 삽입한 쥐와 다르게 베타 아밀로이드와 타우가 뇌에서 발견, 서서히 진행되며 단백질 덩어리가 커지고 뇌 세포를 상실한다. 따라서 기억상실과 인지능력 저하가 나타나게 된다. 

이어 본 연구팀은 ‘마이크로바이옴’이 뇌에 영향을 미칠 것으로 가설을 세운 뒤, 정상 쥐의 대변을 ADLP 쥐에 이식하는 과정을 4개월에 걸쳐 시행했다. 그 결과, ADLP쥐에서는 베타 아밀로이드와 타우가 현저히 줄어들었고 뇌에서 일어나는 신경염증 또한 감소했다.

김 교수는 “치매 치료제 개발에 있어 가장 중요한 점으로 치매 동물모델이 어느정도로 사람을 대변할 수 있느냐에 있다”며 “마이크로바이옴이 어떻게, 어떤 구조에서 연계돼있냐에 따라 진행여부가 달라지기 때문에 노출 정도도 크게 영향을 미치게 된다”고 언급했다.

도쿄 차세대과학연구소 샤오 진종(Jin-zhong Xiao) 박사는 “장내 미생물 중 ‘비피도박테리움(Bifidobacterium)은 입증된 유익균으로, 60가지가 넘는 세부유형으로 나눌 수 있다”며 “그 중에서도 브레브 A1(breve A1)은 인지 능력을 향상시키는 것으로 알려져 주목받았다”고 밝혔다.

샤오 박사에 따르면 아밀로이드 베타를 주입한 쥐에 비레브 A1과 생리식염수, 치매 약인 도네페질을 투여한 후 Y자형 미로 시험과 수동회피 시험을 시행한 연구 결과, 브레브 A1그룹이 모든 시험에서 타 그룹에 비해 더 우월했다. 이는 Y자형 미로시험를 통해 공간 지각 능력과 즉흥적 행동변화의 정상적인 변화를, 수동회피 시험에서는 학습능력 및 기억력 향상 효과를 입증한 것이다.

또한 알츠하이머를 앓고 있는 환자를 대상으로 한 연구에서 플라시보군에 비해 비레브A1 을 투여한 환자의 간이정신상태검사(MMSE) 점수가 24.3점에서 27점대로 상승했다.

RCT 연구에서도 인지기능 저하 환자를 25세 미만, 25세 이상 40세 이하, 41세 이상으로 분류해 비레브A1 투여했을 때, MMSE점수가 모두 유의미하게 상승된 것으로 확인됐다. 특히 41세 이상의 환자서 인지 기능이 가장 크게 개선됐다.

샤오 박사는 “브레브 A1 섭취는 주의 뇌에서 과도한 면역학적 이상 반응과 염증을 억제, 인지기능을 향상시켰다. 해마체에서 염증을 억제하는 기전이 질병을 예방하는 핵심 기제”라면서 “더 깊이 있는 연구를 통해 인체서 장내 미생물의 확실한 알츠하이머 치료 효과를 입증할 것”이라고 강조했다.