위장에 서식하는 마이크로바이옴(장내균총)이 암 주변에 모여든 면역세포들의 기능을 강화해 암세포를 효과적으로 공격한다는 국내 연구 결과가 2일 발표됐다.

가톨릭의대 위장관외과 서울성모병원 송교영·여의도성모병원 정윤주 교수, 의생명과학교실 중개면역의학 연구실 조미라 교수, 이승윤 연구원 연구팀이 위암 환자의 기능성 마이크로바이옴과 면역세포를 분석한 결과다.

연구팀에 따르면 마이크로바이옴은 위암 환자에서 감소하는데, 이 마이크로바이옴의 유익한 대사산물인 부티레이트가 종양 미세환경에서의 면역 저하를 제어한다고 한다.

부티레이트는 마이크로바이옴 중 하나인 페칼리박테리움(Faecalibacterium)의 대사 산물로, 섬유질을 분해하고 발효시키는 과정에서 생성되는 단쇄지방산(SCFAs)이다. 페칼리박테리움은 대장 점막의 염증을 줄이고, 면역체계를 강화하며, 소화 과정을 돕는 기능을 하는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 최근 항 PD-1/ 항 PD-L1 면역항암제 같은 면역관문억제제의 치료 반응과 마이크로바이옴의 상관성에 주목했다.

위암 환자의 혈액 내 면역세포와 종양 조직에서 면역세포 아형(형태)을 분석한 결과, 진행성 위암 환자는 조기 위암 환자보다 혈액 내 면역 세포와 종양 조직에서 면역억제인자로 알려진 PD-L1과 IL-10의 발현이 높은 것을 확인했다.

또 위암 환자의 마이크로바이옴을 분석한 결과, 부티레이트를 생산하는 일부 장내 세균이 감소된 것을 발견했다. 감소된 균주들은 페칼리박테리움(Faecalibacterium)을 비롯해 면역반응을 활성화하는 콜린셀라(Collinsella), 소화 과정을 돕는 비피더스균(Bifidobacterium)이었다.

연구팀은 마이크로바이옴의 대사산물인 부티레이트가 위암 세포에 어떤 영향을 주는지를 확인하기 위해 위암 아바타 모델을 활용했다. 그 결과 부티레이트가 생체 내 모델에서도 위암 세포의 PD-L1과 IL-10의 발현을 억제시키는 것을 확인해 암 촉진을 억제하는 항 종양 효과가 있음을 입증했다.

연구책임자인 송 교수는 ”이번 연구는 마이크로바이옴이 면역 저하 상태를 극복할 수 있는 중요한 역할을 할 수 있다는 가능성을 확인했다는 점에서 매우 중요하다“고 말했다.

한국연구재단 개인기초연구(중견연구) 지원으로 진행된 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘거트 마이크로브스(Gut Microbes, IF=12.2)'최근호에 실렸다.