의정부부장검사출신변호사 위부터 대장까지 서식하는 장내 미생물이 다양한 대사산물을 통해 줄기세포와 상호작용하며 암 예방과 발생 등에 영향을 미치는 기전을 밝혀낸 연구 결과가 나왔다.
연세대 의과대학 의생명과학부 남기택 교수와 한양대 ERICA 바이오신약융합학부 정행등 교수 연구팀은 위와 소장, 대장을 아우르는 위장관 전체에서 장내 미생물과 조직 줄기세포 간 상호작용 메커니즘을 체계적으로 정리했다고 31일 밝혔다. 이 연구는 국제학술지 ‘장내 미생물(Gut Microbes)’에 게재됐다.
음식물의 소화와 흡수를 담당하는 위장관 내부에는 체내 미생물의 약 90%가 공생하며 거대한 생태계를 구성한다. 장내 미생물은 면역체계와 대사, 신경 기능 등을 조절해 전신 건강에 영향을 미치는데, 특히 위장관 점막에 있는 줄기세포와의 상호작용으로 조직의 지속적인 재생 작용을 정교하게 조절한다. 다만 기존의 연구들이 주로 미생물이 풍부한 대장에 집중해온 경향이 있어 강한 산성 환경 때문에 미생물이 적은 위까지 포괄하는 통합적 기전 연구는 부족한 상황이었다.
연구진은 위장관 전체에서 미생물이 다양한 대사산물을 통해 줄기세포와 직접적으로 신호를 주고받으며 조직 재생을 비롯해 암을 포함한 여러 질병의 발생 과정에 관여하는 사실을 구체적으로 규명하는 연구를 진행했다. 먼저 장내 미생물과 줄기세포의 상호작용에선 미생물이 생성하는 단쇄지방산, 트립토판 유래 인돌, 숙식산, 2차 담즙산 등의 대사산물이 줄기세포에 전달되는 신호 물질 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다.
소장, 대장 등 부위별 상호작용 기전에 대한 구체적인 분석 결과도 나왔다. 위에서는 미생물이 생성하는 부티레이트가 GPR43 수용체를 통해 위 주세포(예비 줄기세포)의 휴지기 상태를 유지시키고 비정상적인 증식을 억제해 암 발생을 막는 기전이 밝혀졌다. 소장과 대장에선 미생물 대사산물이 상피세포와 파네스세포, 면역세포 등 줄기세포 주변 환경을 조절해 간접적으로 줄기세포의 활성도에 영향을 미치는 복합적 경로가 확인됐다. 또한 동일한 대사산물이라도 농도나 작용하는 세포의 상태에 따라 조직 재생을 돕거나 반대로 암을 유발하기도 하는 양면성을 보이는 것으로 나타났다.
연구진은 이 연구가 향후 미생물 기반 치료제 개발 과정에서 고려해야 할 중요한 기준들을 제시했다고 밝혔다. 남기택 교수는 “이번 연구를 통해 위장관 내 미생물과 줄기세포 간 상호작용을 통합적으로 정리하고, 상대적으로 연구가 미진했던 위 분야의 학문적 이해를 한 단계 넓힐 수 있었다”면서 “특히 위암과 대장암 등 소화기암 발생이 미생물 불균형, 특정 대사산물 신호 전달 이상 등과 밀접하게 연관돼 있음을 확인해 향후 유익균이나 미생물 유래 대사물질을 활용한 점막 재생 및 암 줄기세포 표적 치료 전략 개발의 이론적 토대가 될 것으로 기대한다”고 말했다.
우하향하는 6개의 선을 그린 그래프가 있다. 가로축은 연도, 세로축은 합계출산율이다. 책은 이 그래프가 중국 등 6개국의 연도별 출생률 추이를 나타낸다고 설명하며, 중국의 그래프가 어떤 것인지는 알려주지 않는다. 그래도 책이 전하고자 하는 바를 이해하는 데는 문제가 없다.
가로축의 시간은 1975~2020년이다. 중국이 산아제한을 걸어 ‘한 자녀 정책’을 펼쳤다가 폐지한 때와 맞물린다. 그 기간 6개국의 출생률 추이에는 별반 차이가 없다. 산아제한이 폐지된 2015년에 출생률이 급격하게 늘어나는 선도 없다. 산아제한 정책이 출생률 추이에 유의미한 영향을 주지 못한 것이다. 인구경제학을 주로 배운 미국 경제학자인 두 저자는 “인구 통제는 인구를 통제한 적이 한 번도 없었다”고 말한다.
인구가 감소하면 미세먼지도 줄어들까. 한국과 일본은 인구밀도가 높은데도 석탄과 농업 부산물을 태우지 않으므로 인구밀도가 낮은 아프리카 농업국보다 미세먼지가 덜하다.
세계적으로 출산과 육아를 하는 가정에 비용 부담을 줄이기 위한 지원책이 강구된다. 저자들은 양육비용보다 자녀를 키우기로 하면 희생해야 하는 ‘기회비용’에 주목해야 한다며 “부모 노릇에 시간을 쓰려면 무언가를 포기해야 한다. 세상이 나아졌기 때문에 그 무언가도 전보다 나아졌다”고 한다. 기회비용이 오르니 출산이 준다는 것이다.
여성의 노동 참여가 늘었기 때문에 출생률이 줄었을까. 저자들은 한국을 반례로 들며 “(경제협력개발기구(OECD) 국가 중) 성별 임금 격차가 가장 불평등하면서도 출생률이 가장 낮다… 한국 여성들은 결혼과 출산을 주저할 수밖에 없다. 잃을 게 많고 불평등한 규범 때문”이라고 했다. 한국은 “페미니즘이 출생률을 줄인다”는 주장에도 반례가 된다. 저자들은 “한국은 페미니즘 천국이 아니다”라고 단언한다. 저출생 문제에 고전하는 한국 사례가 이외에도 여럿 등장해 씁쓸함을 남긴다.

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