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장내 세균에 의한 유전성 망막염의 발병 가능성

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 24-25

■Crb1 돌연변이가 주요 원인으로 알려졌던 망막질환*이 장(gut) 내 세균에 의해 발병될 수 있다는 연구결과가 발표

* 망막의 시각세포와 색소 상피세포가 손상되면 레버 선천성 흑내장증과 색소성 망막염이 가장 흔하게 발생하며, 심하면 실명에 이르기도 함

○ 연구팀은 지금까지 뇌와 망막 색소 상피에만 존재한다고 알려진 CRB1 단백질이 장(gut)상피에도 존재함을 처음으로 보고

- 그런데 상피세포를 연결하는 CRB1 단백질에 문제가 생기면 보호 장벽에 균열이 생겨 장내세균이 혈관을 타고 다른 조직이나 장기로 이동한다는 것을 발견

< CRB1 결핍 시 장내 세균 침투에 의한 망막염 발생 가능성>

[장(gut)]

● CRB1 단백질은 장(gut)과 망막(retina) 상피세포 모두에서 보호 장벽을 연결하는데 역할

● CRB1 결핍 시 장 상피세포의 연결이 약화된 틈새로 장내 세균이 빠져나와 혈관 또는 타 조직 내로 유입

[망막(retina)]

● 혈관으로 유입된 장내 세균이 모세혈관*을 통과한 후, 느슨해진 망막 상피세포 틈새로 들어와 망막염을 유발

* Bruch’s membrane과 Fenestrated choriocapillaris

출처 : Cell, CRB1-associated retinal degeneration is dependent on bacterial traslocation from gut, 2024.3.14.

■연구팀은 마우스 실험을 통해 장에서 빠져나온 세균이 망막으로 이동하여 망막염을 일으킬 수 있다는 새로운 발병 원인을 제시

○ Crb1 돌연변이(Rd8) 마우스에서 장과 망막 색소 상피의 보호 장벽이 손상된 것을 관찰했으며, Crb1 돌연변이 마우스의 망막염 부위에서 다수의 장내 세균이 존재하다는 것을 확인

- 반면에 장내 세균을 없앤 Rd8 마우스에서는 망막염이 발생하지 않은 것에 주목하며, 장내 세균 침투로 인한 망막염 발생 가능성을 제시

- 또한 색소성 망막염이 발생한 Rd8 마우스에 항생제를 투여하면 염증은 완화되었으나, 손상된 보호 장벽은 복구되지 않는 것을 관찰

○ CRB1 관련하여 이번에 규명한 망막염의 발병 원인은 실명에 이를 수 있는 유전성 망막질환에 대한 새로운 치료 전략을 제시한 점에서 의의

- 유전성 망막질환에 대한 기존의 연구는 결핍된 CRB1 단백질의 기능을 보충하는 유전자치료제 개발에 초점을 맞춰 왔으나,

- CRB1 단백질 결핍에 의해 장내 세균이 침투하여 망막염이 발생할 수 있다는 새로운 발병 원인을 규명함에 따라 항생제를 활용한 치료 가능성을 제시

- 하지만 장내 세균이 눈으로 이동하는 경로에 대한 충분한 증명과 다른 조직에서는 염증이 생기지 않은 이유에 대한 설명도 필요

< CRB1 결핍에 따른 망막 병변에서 다수의 세균이 발견 >

● 야생형(WT)와 달리 Crb1 돌연변이(Rd8) 마우스의 망막 병변에서 다수의 세균이 발견

● 16S FISH*와 vanco-bodipy**으로 망막 내 존재하는 세균을 확인

* 세균의 16S rRNA를 검출하는 방법으로, 형광으로 표지한 DNA 탐색자(probe) 결합을 통해 특정 DNA의 유무 및 위치를 이미징

** 세균의 세포벽을 형광으로 염색하여 검출하는 방법

⇨ Rd8 마우스의 망막 병변에 대한 메타전사체 분석으로 망막 내 세균의 존재를 확인(Bifidobacterium pseudocatenulatum* 등 5개 우세종과 7개 희소종을 발견)

* 주로 장내 서식하는 대표 세균종

출처 : Cell, CRB1-associated retinal degeneration is dependent on bacterial traslocation from gut, 2024.3.14.