좋은 박테리아, 염증으로부터 장 보호한다
최근의 연구는 좋은 박테리아가 장을 건강하게 유지하도록 도와줄 수 있는 세포의 메커니즘을 밝혔다. 이 연구는 좋은 박테리아, 즉 미생물군이 장을 덮고 있는 상피세포와 면역체계의 세포들과 상호작용을 해서 면역반응의 균형을 잡아주고 바람직하지 못한 염증으로부터 장을 보호해주는 것을 밝혔다. 이 연구는 미생물군을 조작해서 장내 면역반응을 제한하면 염증성 장질환(IBD) 같은 질병에 대해 치료 효과를 볼 가능성이 있는 것을 시사한다.

현재 상당수 연구가 미생물군이 면역체계를 길들여서 임무를 수행하도록 도와주는 것을 보여주고 있다고 베일러 의대의 댄 던칸 종합 암 센터의 일원으로 분자 바이러스학 조교수 겸 염증 생물학 센터의 미생물학 공동 책임자로 이번 논문의 교신 저자인 그레첸 딜 박사가 말했다. 그는 계속해서 이렇게 말했다.
“살모넬라 같은 질병을 일으키는 미생물은 그런 미생물을 제거하는 것이 목적인 심한 염증성 면역반응을 유발한다. 그러나 염증성 면역반응 특히 장내의 그런 면역반응은 건강한 조직에 해로울 수 있다. 여기서 우리는 미생물군의 1가지 역할을 염증을 감소시키고 염증이 장에 가할 수 있는 손상을 제한하는 식으로 면역반응을 조절하는 것으로 규정했다.”

효과적인 면역반응을 일으키기 위해서 항원제시세포(APC)라 불리는 면역세포들이 T 세포라 불리는 다른 면역 세포들을 지휘해서 미생물 침입자와 싸우는 적절한 염증 반응을 일으킨다. 또 조절 T세포라고도 불리는 항염증성 T세포들도 지휘해서 우리가 먹는 음식 같은 것에 대해 염증성 면역반응이 일어나는 것을 제한하고 염증성 면역반응을 차단시키기도 한다.

미생물군은 항원제시세포에게 중요한 항염 분자인 IL-10이란 사이토카인을 분비하도록 지시해서 염증반응을 낮추는 데 도움을 준다. IL-10은 T세포의 염증반응을 억제하고 T세포의 조절반응을 촉진해서 균형을 유지하도록 해준다. 그 결과가 균형이 잡힌 반응으로 여전히 살모넬라 같은 염증과 싸워 격퇴할 수가 있지만 건강한 장 조직에 손상이 생기는 것은 막아주도록 조절이 된다고 딜은 말했다. 우리는 미생물군이 어떻게 이런 종류의 반응들을 유도할 수 있는지를 알고자 한다고 딜은 부언했다.

감염 방지하고 조직 손상 줄이기 위해서는 건강한 미생물군이 필요
딜은 계속해서 다음과 같이 말했다.
“우리는 실험실 동물에게 항생제를 먹였을 때 항원제시세포들이 IL-10을 만들지 않는 것을 발견했다. 우리가 실험동물의 장에 박테리아를 다시 집어넣자 장의 상피세포에 달라붙을 수 있는 박테리아들만 항원제시세포들이 IL-10을 생산하도록 해서 염증반응을 줄였다. 장의 상피세포에 달라붙을 수 있는 미생물은 질병을 유발할 수 있는 병원균으로 여겨지고 있기 때문에 이는 어느 정도 직관에 반하는 일이다. 그러나 이 경우에서 우리는 박테리아가 상패세포에 달라붙는 것이 질병을 유발하지 않았고 반대로 T세포의 반응을 균형 있게 조절하는 것을 촉진해서 장을 보호하는 것을 도와주는 데 필요한 것을 발견했다.”

연구진은 자신들의 연구가 피상적이었음을 밝히고 미생물들이 균형이 잘 잡힌 장 환경을 촉진할 수 있는 다른 메커니즘을 적극적으로 찾고 있다. 다음에는 이들 연구진은 균형 있는 면역반응을 유도하는 기발한 경로를 확인하기 위해 미생물이 상피세포에 달라붙었을 때 활성화되는 신호경로도 연구해볼 계획이다. 연구진은 다음과 같이 밝혔다.
“우리가 얻은 교훈은 감염을 방지할 뿐만 아니라 (면역체계가 병원균을 제거하려고 할 때) 조직이 손상될 가능성을 제한하기 위해서는 균형된 반응을 유발하는 데 건강한 미생물군이 필요하다는 점이다.”

M. Kim et al., “Critical Role for the Microbiota in CX3CR1+ Intestinal Mononuclear Phagocyte Regulation of Intestinal T Cell Responses” Immunity, 2018; DOI: 10.1016/j.immuni.2018.05.009