장을 통해 뇌에 영양을 공급하다: 프리바이오틱스가 헌팅턴병에 어떤 영향을 미칠 수 있을까
헌팅턴병을 모델링한 쥐 연구에 따르면, 프리바이오틱스(장내 세균의 먹이)가 장 건강과 신경학적 증상을 개선할 수 있다고 한다.
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헌팅턴병(HD)의 영향에 대해 생각할 때, 대부분의 사람들은 뇌세포 파괴로 인한 심각한 증상 때문에 자동적으로 뇌를 떠올린다. HD를 유발하는 유전자가 장을 포함한 전신에 존재한다는 사실을 잊기 쉽다! 멜버른 대학교의 캐롤라이나 구버트 박사와 앤서니 해넌 박사가 이끈 최근 연구는 장내 세균에게 건강하고 영양가 있는 식사를 제공하는 것이 이 질병의 쥐 모델에서 HD의 일부 징후를 어떻게 개선할 수 있는지 연구했다. 우리 세균이 우리를 돕도록 우리가 어떻게 도울 수 있는지 자세히 살펴보자.
당신 안에 사는 작은 미생물들
육안으로는 볼 수 없을 정도로 작은 유기체인 미생물들의 번성하는 대도시가 우리 장 속에 활기찬 공동체를 이루며 살고 있다. 미생물은 세균, 바이러스, 곰팡이일 수 있는데, 이들은 종종 질병을 유발하는 것으로 나쁜 평판을 가지고 있다. 하지만 대부분은 무해하며 실제로 우리 건강에 유익할 수 있다.
수백 가지 종류의 세균이 우리 장을 집으로 삼고 있으며, 복합 탄수화물을 분해하고, 필수 비타민을 생산하며, 우리 면역 체계가 유익균과 유해균을 구별하도록 돕는다.
장내 세균은 심지어 우리 뇌와도 대화할 수 있다! 그들은 화학 물질과 우리 신경계를 이용해 소통하며, 뇌도 응답한다! 마치 두 친구가 끊임없이 문자를 주고받는 것과 같다. 스트레스를 받거나 긴장해서 복통이나 배변 습관의 변화를 겪어본 적이 있는가? 이것이 바로 장-뇌 연결을 통한 소통의 예이다. 뇌가 장에 “우리는 긴장했어”라고 문자를 보내면, 장은 나비가 날아다니는 듯한 느낌이나 메스꺼움으로 반응한다.
이 연구에서 저자들은 HD 환자의 마이크로바이옴 환경을 정상화하는 것이 장 증상에 도움이 되는지, 그리고 더 건강한 장이 장과 뇌 사이의 양방향 소통 시스템을 통해 뇌와 관련된 다른 HD 증상을 개선할 수 있는지 확인하고자 했다.
HD 환자의 미생물 생태계는 다르다
많은 HD 환자들이 설사, 체중 감소, 실금, 변비 등 삶의 질을 저하시키는 위장 증상을 겪는다. HD 환자의 경우, 장내 미생물(장내 세균 집단)의 균형이 깨질 수 있는데, 이는 유해균의 과도한 증식과 유익균의 손실을 의미한다. 이는 모든 유익한 주민들이 떠나고 문제아들이 들어온 도시와 같다. 이는 결국 스트레스 증가, 서비스 부족, 그리고 동네의 문제 증가로 이어질 수 있다.
이러한 변화는 마이크로바이옴에 존재하는 다양한 종류와 종의 세균 수 감소를 유발할 수 있으며, 이는 HD 환자가 겪는 위장 증상에도 기여할 수 있다. 이 연구에서 저자들은 HD 환자의 마이크로바이옴 환경을 정상화하는 것이 장 증상에 도움이 되는지, 그리고 더 건강한 장이 장과 뇌 사이의 양방향 소통 시스템을 통해 뇌와 관련된 다른 HD 증상을 개선할 수 있는지 확인하고자 했다.
프리바이오틱스의 잠재력
그렇다면 우리 장 속의 건강한 미생물 균형을 어떻게 회복할 수 있을까? 답은 유익균만 먹을 수 있는 것을 제공하여 그 수가 늘어나도록 돕는 것이다. 프리바이오틱스라고 알려진 이 음식은 유해균에게는 쉽게 소화되지 않아, 유익한 이웃들이 다시 문제아들보다 많아지게 한다.
이 연구에서 사용된 프리바이오틱스는 프락토올리고당(FOS)과 갈락토올리고당(GOS)의 두 가지 그룹으로 분류할 수 있다. FOS는 주로 과일과 채소에서 발견되며, GOS는 주로 유제품에서 발견된다. 이 프리바이오틱스 조합은 생후 6주부터 HD 쥐에게 매일 투여되었고, 쥐들의 운동 능력, 인지 능력, 위장 증상이 개선되는지 확인하기 위해 정기적으로 검사되었다. 일부 쥐는 비교를 위해 물만 투여받았다.
장을 통한 HD 극복
위장 증상
먼저, 장에 어떤 변화가 있었는지 살펴보자. 프리바이오틱스를 섭취한 쥐들은 더 부드러운 변과 빠른 장 통과 시간, 그리고 적은 배변량을 보였는데, 이는 음식 소화가 더 원활했음을 시사한다. 미생물 자체에 어떤 영향을 미쳤는지 자세히 살펴보니, 프리바이오틱스는 소화와 면역 건강에 도움이 되는 유익균의 증가를 포함하여 마이크로바이옴의 다양성을 변화시키는 것으로 보였다.
동네에 좋은 주민들이 많을수록, 그들이 제공할 수 있는 서비스도 많아진다! 프리바이오틱스 처리된 쥐에서는 유익균이 생산하는 유익한 화학 물질도 증가했다. 단쇄 지방산으로 알려진 이 화학 물질들은 장과 뇌 건강을 모두 지원할 수 있다.
운동 증상
다음으로, 운동 능력에 대해 살펴보자. 쥐의 성능을 테스트하기 위해 회전하는 막대 위에서 얼마나 오래 버티는지, 꼬리를 잡았을 때 다리를 어떻게 움직이는지, 그리고 트레드밀에서 어떻게 걷는지 등을 포함한 여러 활동이 수행되었다. 이 모든 경우에서, 프리바이오틱스를 섭취한 암컷 쥐는 치료받지 않은 쥐보다 더 나은 운동 특성을 보였지만, 수컷에서는 명확한 개선이 없었다.
쥐 연구에서 HD의 일부 측면은 수컷과 암컷에서 항상 동일하게 나타나지 않으며, 이는 치료법이 두 성별에서 항상 동일하게 작용하지 않음을 의미한다. 하지만 이 데이터는 장내 미생물 건강을 개선하는 것이 뇌에 신호를 보내 운동 증상, 특히 암컷의 운동 증상도 개선할 수 있음을 알려주므로 유망하다.
인지 증상
마지막으로, 과학자들은 프리바이오틱스가 공간 학습 및 기억력을 개선하는지 조사했다. 그들은 쥐가 탐색할 수 있는 세 개의 팔을 가진 미로를 사용했다. 쥐들이 미로의 새로운 팔을 계속 탐색한다면, 이는 쥐들이 이전에 어디에 있었는지 기억하고 새로운 영역을 탐색하고 있음을 보여준다.
프리바이오틱스는 대조군 및 HD 암컷 쥐 모두에서 공간 학습 및 기억력을 개선했다. 수컷 또는 암컷 쥐를 대상으로 한 다른 기억력 테스트(물체를 얼마나 잘 기억하는지 조사)에서는 개선이 관찰되지 않았다.
프리바이오틱스 치료는 HD 쥐 모델에서 위장, 운동 및 일부 기억 증상을 개선하는 것으로 보였는데, 여기에는 암컷의 운동 협응력 향상, 기억력 개선, 그리고 더 건강한 장 기능이 포함된다.
이것이 HD에 어떤 의미인가?
이 연구 결과는 프리바이오틱스를 사용하여 전반적인 장 건강을 개선하는 것이 장 증상뿐만 아니라 기억 및 운동 증상에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. 특히 암컷에서 결과가 유망했다.
프리바이오틱스는 매우 안전한 치료법으로 간주되므로, 큰 안전성 우려 없이 임상 시험에 쉽게 포함될 수 있다. 비록 쥐와 인간은 매우 다르기 때문에 항상 주의가 필요하지만 말이다. 이러한 고무적인 결과는 과학자들이 HD 환자에게 도움이 될 수 있는지 알아보기 위해 장 건강을 개선하는 추가적인 방법을 모색하도록 이끌 수도 있다.
요약
- 위장 문제는 HD의 증상 중 하나이다.
- 장과 뇌는 서로 소통하며 상대방의 기분에 영향을 미칠 수 있다.
- 프리바이오틱스는 유익균에게 영양가 있는 먹이가 되지만, 유해균에게는 섭취될 수 없다.
- 프리바이오틱스 치료는 HD 쥐 모델에서 위장, 운동 및 일부 기억 증상을 개선하는 것으로 보였는데, 여기에는 암컷의 운동 협응력 향상, 기억력 개선, 그리고 더 건강한 장 기능이 포함된다.
- 프리바이오틱스는 매우 안전한 것으로 간주되며, 미래에 임상 시험에 쉽게 포함될 수 있다.
