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‘식이요법→장내미생물 변화’ 마우스모델서 "Aβ 감소"
입력 2019-12-02 18:47 수정 2019-12-02 21:09
바이오스펙테이터 서일 기자
탄수화물을 줄여 총 칼로리를 30% 줄인 식이요법(calorie restriction, CR)이 알츠하이머병 쥐에서 장내미생물을 바꿔 아밀로이드 베타(Aβ)를 낮출 수 있다는 동물 실험 결과가 나왔다. 노화와 관련된 장내미생물인 박테로이데스(Bacteroides) 균을 낮춘 것이 주요 메커니즘이었다. 단 암컷 알츠하이머병 쥐에서만 이러한 현상이 보였다.
스테판 징스버그(Stephan Ginsberg) 미국 뉴욕대학(New York University) 교수팀과 마틴 블레이저(Martin Blaser) 미국 루저스대학(Rutgers University) 교수 연구팀은 ‘암컷 알츠하이머병 쥐에서 칼로리 제한이 노화와 관련한 장내미생물을 변화시켰다(Calorie restriction slows age-related microbiota changes in an Alzheimer’s disease model in female mice)’란 제목으로 지난 29일(현지시간) 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 해당 연구결과를 게재했다(doi.org/10.1038/s41598-019-54187-x).
먼저 연구팀은 암수 모두에서 테스트를 진행했다. 구체적으로 정상 마우스(WT)와 알츠하이머병 모델 마우스(Tg2576)를 대상으로 2.5개월인 된 시점부터 시작해 15개월까지 저탄수화물 식이요법을 진행했다. 이후 저탄수화물 식이요법이 장내미생물 구성과 아밀로이드 베타 병리 현상에 미치는 영향을 보기 위해 ▲장내미생물 유전자 시퀀싱을 통한 분포 변화 ▲장내에서 아밀로이드전구단백질(amyloid precursor protein, APP)연관 유전자 전사체 발현 변화 ▲뇌 조직에서 아밀로이드베타(Aβ) 플라크 형성 등을 분석했다. 알츠하이머병의 주요 병리 단백질인 아밀로이드 베타는 APP로부터 만들어진 다음, 뭉쳐서 플라크 형태로 쌓인다.
연구 결과 저탄수화물 식이요법은 노화와 관련된 장내미생물인 박테로이데스 균을 줄였으며, 암컷 알츠하이머병 쥐 모델에서 아밀로이드 베타 병리 현상을 낮췄다. 단 수컷 쥐에서는 장내미생물 변화와 아밀로이드 병리 현상에 차이가 없었다. 이전 연구에서 사람에게서 나이가 들거나 알츠하이머병 환자에게서 박테로이데스 균이 높아져 있다는 보고가 있다.
실제 암컷 알츠하이머병 쥐에서 연구 결과를 보자. 2.5개월에서 15개월까지 저탄수화물 식이요법을 하자 정상 쥐와 알츠하이머병 쥐의 장에서 일반 식단을 먹은 쥐 대비 장에서 박테로이데스가 줄었다.
연구팀은 박테로이드데스가 아밀로이드 플라크 생성을 일으킬 것이라고 가정했다. 핵심 연구 결과는 두 가지로 요약할 수 있다. 첫째, 알츠하이머병 마우스가 저탄수화물 식이요법을 하자 15개월째 장내 APP 관련 유전자 패턴이 정상 마우스와 같이 회복됐다. 둘째, 실제 박테로이데스 균이 아밀로이드 플라크 형성을 높였다. 연구팀은 2.5개월이 된 알츠하이머병 마우스 모델에 박테로이데스 균을 이식했더니 아밀로이드 베타 플라크가 쌓이는 시점이 앞당겨졌다. 종합해보면 식이요법은 장내미생물 구성에 영향을 미치고, 아밀로이드 병리 현상에 영향을 미쳤다.
