정신에 영향을 미치는 미생물: 장내 미생물이 뇌와 행동에 미치는 영향 (2012)

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Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour

저자 : John F. Cryan, Timothy G. Dinan

최근 장내 미생물군(gut microbiota)이 생물학 연구에서 중요한 주제로 떠오르고 있다. 연구에 따르면, 장내 미생물의 구성 변화가 정상적인 생리 작용에 영향을 미치고, 염증에서 비만에 이르는 다양한 질병에 기여할 수 있음이 밝혀지고 있다. 또한, 축적된 데이터에 따르면, 장내 미생물군은 신경(neural), 내분비(endocrine), 면역(immune) 경로를 통해 중추신경계(CNS)와 소통하며, 뇌 기능과 행동에 영향을 미칠 가능성이 있다.

무균(germ-free) 동물, 병원성 박테리아 감염,, 프로바이오틱(probiotic) 박테리아 또는 항생제에 노출된 동물을 대상으로 한 연구에서는 장내 미생물군이 불안, 기분, 인지 기능, 통증 조절에 관여할 가능성이 있음을 시사하고 있다. 따라서 이러한 연구 결과를 바탕으로 제시된 "미생물군-장-뇌 축(microbiota–gut–brain axis)" 개념은 장내 미생물 조절이 중추신경계(CNS) 관련 복합 질환 치료를 위한 새로운 전략이 될 수 있음을 시사한다.

• 장내 미생물군(gut microbiota)이 항상성 유지에 중요한 역할을 하며, 그 구성이 변화될 경우 중추신경계(CNS) 질환을 포함한 다양한 질병을 유발할 수 있다는 인식이 점점 높아지고 있다.
• 미생물군-장-뇌 축(microbiota–gut–brain axis) 개념은 여전히 논쟁의 여지가 있지만, 장내 미생물이 장과 뇌 간의 양방향 소통 경로를 조절하는 중요한 역할을 한다는 점이 부각되고 있다.
• 어린 시절을 포함한 다양한 형태의 스트레스가 장내 미생물군의 구성을 변화시킬 수 있으며, 이는 성인기의 생리적 기능에 중대한 영향을 미칠 수 있다.
• 무균(germ-free) 동물, 병원성 박테리아 감염, 프로바이오틱(probiotic) 박테리아 또는 항생제에 노출된 동물을 대상으로 한 연구에서 장내 미생물군이 불안, 기분, 인지 기능, 통증 조절에 영향을 미칠 가능성이 있음을 시사하고 있다.
• 장내 미생물군이 비만, 자폐증, 다발성 경화증(multiple sclerosis)과도 연관되어 있음이 보고되었으나, 이에 대한 개념적·실증적 연구는 아직 충분히 발전되지 않았다.
• 장내 미생물이 장-뇌 신호 전달(gut–brain signaling)에 영향을 미치는 매커니즘은 이제 막 밝혀지기 시작했으며, 이는 미생물 구성의 변화, 면역 활성화, 미주신경(vagus nerve) 신호 전달, 트립토판 대사 변화, 특정 신경활성 대사물 생성, 박테리아 세포벽 당(sugars) 생성 등 다양한 메커니즘을 포함할 수 있다.
• 이러한 매커니즘을을 활용하면 다양한 중추신경계(CNS) 질환 치료를 위한 미생물 기반 치료법 개발의 길을 열 수 있을 것이다.