과학자들은 불안에 대한 장내 미생물의 숨겨진 역할을 밝혀냈습니다. 프로바이오틱스가 다음 정신 건강 혁신이 될 수 있을까요?

불안을 완화하는 열쇠가 우리 장에 숨겨져 있을 수 있을까? 듀크-NUS 의대와 국립 신경과학 연구소의 과학자들은 장내 미생물과 불안 관련 행동 사이의 중요한 연관성을 발견했습니다.

오늘 EMBO Molecular Medicine 에 발표된 그들의 연구 에 따르면 미생물 대사산물(특히 인돌)이 불안과 관련된 뇌 활동을 조절하는 데 직접적인 역할을 한다고 합니다. 이 발견은 정신 건강을 개선하기 위한 새로운 프로바이오틱 기반 요법에 대한 흥미로운 가능성을 열어줍니다.

정신 건강 장애의 유병률은 수년에 걸쳐 증가해 왔습니다. 최근 전국 연구에 따르면 싱가포르의 7명 중 1명이 우울증과 불안 장애를 포함한 정신 건강 장애를 경험했습니다[1]. 2019년에 정신 건강 장애는 싱가포르에서 질병 부담의 상위 4대 원인 중 하나였습니다[2].

연구팀은 따라서 불안 행동에서 미생물이 하는 역할을 조사하기로 했습니다. 전임상 연구에서 과학자들은 무균 환경에서 살아있는 미생물에 노출되지 않은 사람들이 일반적으로 상주하는 살아있는 미생물이 있는 사람들보다 불안과 관련된 행동이 상당히 더 많이 나타났다는 것을 관찰했습니다.

추가 조사 결과, 불안 증가는 두려움과 불안과 같은 감정을 처리하는 뇌 영역인 기저외측 편도체(BLA)의 활동 증가와 관련이 있는 것으로 밝혀졌습니다.

이는 칼슘 의존성 SK2 채널이라고 알려진 뇌 세포 내의 특수 단백질과 관련이 있는 것으로 추가로 확인되었으며, 이는 불안 행동과 관련이 있습니다. 신체와 뇌가 살아있는 미생물 대사산물에 노출되는 상황에서 SK2 채널은 클러치처럼 작용하여 뉴런이 지나치게 흥분하여 너무 자주 발사되는 것을 방지합니다.

Duke-NUS 신경과학 및 행동 장애 프로그램의 숀 제(Shawn Je) 부교수이자 주요 저자 중 한 명은 다음과 같이 설명했습니다.

"우리의 연구 결과는 미생물과 정신 건강을 연결하는 구체적이고 복잡한 신경 과정을 보여줍니다. 살아있는 미생물이 없는 사람들은 살아있는 박테리아가 있는 사람들보다 더 높은 수준의 불안 행동을 보였습니다. 본질적으로, 이러한 미생물이 없는 것은 그들의 뇌 기능 방식을 방해했으며, 특히 두려움과 불안을 조절하는 영역에서 불안 행동으로 이어졌습니다."

이 과정에서 미생물의 역할을 더 잘 이해하기 위해 연구원들은 무균 마우스[3]에 살아있는 미생물을 도입했습니다. 이것은 기저외측 편도체의 증가된 신경 활동과 SK2 채널 활동을 감소시켰습니다. 그 결과, 마우스는 불안과 관련된 행동을 상당히 덜 보였습니다.

그들의 감정 반응은 미생물에 노출된 것과 비슷해졌습니다.

연구자들은 또한 특정 미생물이 생성하는 미생물 대사산물인 인돌로 치료를 시도했습니다. 무균 마우스에게 인돌을 투여했을 때, 기저외측 편도체에서 활동이 감소했고 불안 관련 행동이 덜 나타났습니다. 이는 우리의 토착 미생물이 대사산물을 생성한다는 것을 보여주었고, 이는 우리의 미생물 군집과 정신적 균형 유지 사이에 직접적인 연관성을 시사합니다.

이 연구의 주저자이자 싱가포르 국립신경과학연구소 연구부의 스벤 페터슨 교수는 다음과 같이 말했습니다.

"배고픔 신호를 만들고 배고픔을 조절하는 것은 진화적으로 보존된 방어 메커니즘입니다. 따라서 출생 시 생리적 전환은 신생아에게 불안에 노출되는 첫 번째 주요 물결로 볼 수 있으며, 이는 단순히 "먹지 않으면 죽는다"는 것을 의미합니다.

또한 출생은 인돌이라고 알려진 분자를 생성할 수 있는 미생물을 포함하는 것으로 알려진 모유에 노출되는 것과 관련이 있습니다. 인돌은 식물이 스트레스나 영양실조(건조)에 노출될 때 분비되는 것으로 알려져 있으며, 이 논문에서는 인돌이 포유류의 불안 수준을 조절할 수 있는 유사한 메커니즘을 보고합니다. 즉, 혈액 내 순환 미생물 혈장 인돌의 수준이 다르면 스트레스 상황에 대한 민감성과 취약성이 다르고 따라서 불안 관련 상황을 경험할 위험이 다양할 수 있습니다."

이러한 관찰의 의미는 여러 가지가 있습니다. 예를 들어, 인돌을 식이 보충제로 섭취하거나 인돌을 생성하는 장내 미생물을 프로바이오틱스로 도입하여 미생물 구성을 회복함으로써 장-뇌 축을 표적으로 삼아 불안 관련 장애를 치료하는 치료적 잠재력이 열립니다. "다시 말해, 21세기 정밀 의학에 맞춰 맞춤형 치료법이 열립니다. 이와 같은 연구는 토착 미생물과 더 복잡한 생명체 사이에 존재하는 긴밀한 유전적 관계를 보여줍니다."라고 페터슨은 결론지었습니다.

Duke-NUS의 연구 담당 수석 부학장인 Patrick Tan 교수는 다음과 같이 말했습니다.

"우리의 연구 결과는 미생물, 영양 및 뇌 기능 간의 깊은 진화적 연관성을 강조합니다. 이는 수면 장애나 표준 정신과 약물을 견딜 수 없는 사람과 같은 스트레스 관련 질환을 앓고 있는 사람들에게 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 정신 건강은 뇌에만 있는 것이 아니라 장에도 있다는 것을 상기시켜줍니다."

이 팀은 이제 인돌 기반 프로바이오틱스나 보충제가 인간에게 천연 불안 치료제로 효과적으로 사용될 수 있는지 확인하기 위해 임상 실험을 탐구하고자 합니다. 성공한다면, 이는 정신 건강 관리의 새로운 시대의 시작을 알릴 수 있습니다. 장내 미생물이 우리의 마음을 편안하게 유지하는 데 도움이 되는 시대입니다.

[1] 싱가포르 정신건강연구소 정신건강 연구

[2] 보건부 2020년 10월 28일 2019년 세계 질병부담 연구 결과 https://www.moh.gov.sg/news-highlights/details/global-burden-of-disease-2019-study-findings

[3] 본 연구는 국립실험동물연구자문위원회(NACLAR) 지침에 따라 수행되었다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250205165613.htm