바이오인

출처 : 한국보건산업진흥원 R&D진흥본부 R&D기획단

인체마이크로바이옴 연구개발 동향

곽민정, 김지현 / 연세대학교 시스템생물학과

[목차]

1. 인체 마이크로바이옴의 개념

2. 주요 인체 마이크로바이옴 연구 프로젝트

3. 인체 마이크로바이옴 연구 동향

4. 인체 마이크로바이옴 연구 결과의 활용

인체 마이크로바이옴은 인간의 몸 안팎에 서식하고 있는 미생물들과 유전정보 전체를 말하는 것으로, 우리몸에는 매우 많은 미생물이 서식하고 있고 건강과 질병에 미치는 영향도 매우커서  ‘두 번째  유전체’라고도  불린다.

HMP와  MetaHIT과 같은 대형 국제 프로젝트들과 전 세계 수많은  연구팀들의 연구 결과로부터 인체  미생물이 여러 종류의 인간 질병에 영향을 미칠 수 있다는 것이 밝혀졌다.특히최근에는 기존에 많이 알려진 염증성 장질환, 아토피 피부염과 같은 염증성 질환과 비만이나 당뇨병과 같은 대사성 질환 외에도 감염성 질환, 호흡기 질환, 면역 질환, 희귀 질환, 정신 질환, 암 등 다양한 질환에 뿐만 아니라 인간의 노화에도 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과들이 보고되고 있다.

그래서 iHMP와 같은 대규모 국제 프로젝트 외에도 캐나다와 중국에서는 자국민들의 인체 마이크로바이옴 프로젝트인 '캐나다인 인체 마이크로바이옴 이니셔티브'나 '중국인 인체 마이크로바이옴 프로젝트'를 추진하고 있고, 미국 또한 오바마 정권 마지막 국가 과학 프로젝트로 '국가 마이크로바이옴 이니셔티브'를 지정하였다.

이렇듯 현재 전 세계적으로 인체 마이크로바이옴의 중요성에 대해 인지하고 막대한 자금과 인력을 투입하여 대규모 프로젝트를 진행하고 있다. 이에 우리나라도 이러한 세계적 추세에 발맞추어 고유한 유전 형질과 독특한 식습관을 가짐으로써 다른 나라 사람들과는 구분되는 장내 마이크로바이옴을 가지고 있는 한국인의 인체 마이크로바이옴 프로젝트를 위한 전략적 접근이 필요하다.

1. 인체 마이크로바이옴의 개념

마이크로바이옴(Microbiome)은 특정 환경에 존재하고 있는 미생물들과 이들의 유전정보전체를 말하는 것으로, 단일 생명체의 유전정보 전체를 뜻하는 게놈(Genome)들의 집합체를뜻한다. 따라서 인체 마이크로바이옴(Human Microbiome)은 인간 몸체 안팎에 서식하고 있는 미생물들과 그들의 유전정보 전체를 말한다.

인간은 출생부터 죽음에 이르기까지 미생물과는 떼려야 뗄 수 없는 관계로 인체 곳곳에 존재하는 미생물의 수는 인간 세포의 2배 이상, 그리고 미생물들의 유전자 총합은 인간 유전자 개수의 100배 이상으로 알려져 있다. 인체 마이크로바이옴은 신체 다양한 부위에 따라서 해당 부위에 서식하는 미생물들의 종류가 달라지고, 그에 따라 서로 다른 특성을 가지게 된다.

이러한 인체 마이크로바이옴은 그 구성에 따라 인간 건강에 지대한 영향을 미치기도 한다. 인체에 서식하는 대부분의 미생물은 인간에게 어떤 해도 끼치지 않으면서 존재하는 공생균(Commensal microorganism)으로써 이들 중 일부는 인간 세포가 만들 수 없는 대사 물질을 생성하거나 병원균의 생장을 억제하는 등 인간에게 이로운 효과를 나타내는 유익균(Beneficial microorganism)이다. 하지만 특정 신체 부위에서는 일반 공생균으로서 존재하지만 다른 신체 부위 혹은 컨디션 등 환경 조건에 따라서는 병원성을 나타내는 유해균(Pathobiont)도 존재한다.

인체 여러 부위 중에서 장(腸)내에는 가장 많은 숫자의 미생물들이 높은 다양성을 가지고 서식하고 있다. 그래서 경우에 따라서는 장내 마이크로바이옴(Intestinal microbiome)을 인체 마이크로바이옴이라고 하기도 하며, 그 수와 다양성이 매우 커서 인간의 세컨드 게놈(Secondgenome)이라고 하기도 한다. 이러한 장내 마이크로바이옴은 장 질환뿐만 아니라 아토피와 같은 피부 질환, 비만이나 당뇨병고 같은 대사 질환, 그리고 최근에는 우울증 등의 정신 질환과 노화 등 다양한 질병과 인간 건강에 큰 영향을 미친다고 보고되고 있다.

이러한 인체 마이크로바이옴에 대한 중요성은 수 십 년 전부터 알려져 왔으며, 그 중요성이 점점 커져 약 10년 전부터는 여러 나라가 국제 컨소시엄을 형성하여 대형 국제 프로젝트들을 형성하였고, 대규모 인력과 자금이 투입되어 인체 마이크로바이옴에 관해 연구를 수행하였다. 그래서 인체 마이크로바이옴과 관련된 국제 프로젝트들의 연구 내용과 국내외 연구 동향에 대해 자세히 살펴보고, 인체 마이크로바이옴 연구 결과의 활용 방안에 대해 살펴보고자 한다.

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