Akkermansia: 내 점액을 먹는 장내 세균

헤드라인이 아니라 생물에서 시작합시다. 2004년 바흐닝언대학교의 미생물학자들은 사람 대변 시료에 일부러 매정한 일을 했습니다. 거의 아무것도 살아남지 못할 때까지 희석한 다음, 살아남은 것들에게 먹이를 딱 하나만 내놓았습니다. 점액을 미끈하게 만드는 단백질인 위 뮤신이었습니다 ¹. 당도 없고 전분도 없고 식이섬유도 없었습니다. 점막을 먹든지, 굶든지.

무언가가 점막을 먹었습니다. 그람음성이고 절대혐기성이며 운동성이 없고 포자를 만들지 않는 타원형 세포로, 하나씩 또는 둘씩 붙어 자랐습니다. 가장 가까운 기재종과도 16S 리보솜 RNA 유전자 서열이 92 %밖에 같지 않았습니다. 제 속을 따로 가져야 할 만큼 먼 사이였습니다 ¹. 연구진은 이 균에 Akkermansia muciniphila, 즉 점액을 사랑하는 것이라는 이름을 붙였습니다. 비유가 아닙니다. 직무 기술서입니다.

한 문장으로 무엇인가

Akkermansia muciniphila는 Verrucomicrobiota 문에 속하는 절대혐기성 뮤신 분해 세균으로, 사람 창자의 점액층 안에 살면서 숙주가 그곳에 내놓는 뮤신을 먹습니다 ¹¹⁰. 기준 균주는 MucT이고 ATCC BAA‑835로 기탁되어 있습니다 ¹.

몸속 어디에 사는가

유명한 장내 세균 대부분을 세는 자리인 장 내용물 한가운데가 아니라, 세포 바로 위의 층 — 장벽이 끊임없이 새로 만드는 점액 담요 — 안입니다. 그 주소가 이 생물의 나머지 모든 것을 설명합니다. 처음 연구진이 유전자 탐침을 만들어 대변에서 이 종을 세었더니 전체 세균 세포의 1 %가 넘었습니다 ². 수백 종이 사는 생태계에서 한 종이 차지하기에는 아주 큰 몫입니다. 이제 단서를 소리 내어 말하겠습니다. 대변 수치는 대리 지표입니다. 이 세균의 진짜 집은 점액이고, 대변은 건물을 떠난 것입니다.

우리에게 해주는 일

여기서 근거가 흥미로워지고, 여기서 저는 열광이 아니라 이름 붙은 연구를 원합니다.

더 마르고 더 건강한 대사와 함께 움직입니다. 2013년 UCLouvain과 바흐닝언의 연구진은 비만 생쥐와 2형 당뇨 생쥐에서 A. muciniphila의 양이 줄어든다는 것, 프리바이오틱 사료가 그것을 되돌린다는 것, 그리고 고지방 식이를 먹는 생쥐에게 살아 있는 세균을 주면 체지방 증가와 대사성 내독소혈증, 지방조직 염증, 인슐린 저항성이 되돌려진다는 것을 보였습니다 ³. 요약문 대부분이 건너뛰는 대목을 보십시오. 열로 죽인 세포는 아무 일도 하지 못했습니다 ³. 정직한 기전이란 그런 모습입니다. 실패할 수 있는 기전 말입니다.

그 뒤에 분자가 있습니다. 2017년 Amuc_1100이라 불리는 풍부한 외막 선모 유사 단백질을 정제해, 이것이 톨유사수용체 2와 4를 통해 신호를 보내고 인터루킨-10을 끌어올리며 상피 장벽이 얼마나 촘촘한지를 재는 실험실 지표인 경상피 저항을 높인다는 것을 보였습니다 ⁴. 기전이 먼저입니다. 점액에 앉은 세균이 그 아래 세포의 면역 수용체에게 말을 걸고, 장벽이 대답으로 촘촘해집니다.

사람에게 한 번, 조심스럽게 준 적이 있습니다. 2019년 Nature Medicine에 실린 개념증명 시험은 과체중이고 인슐린 저항성이 있는 자원자 40명을 등록했고, 그중 32명이 석 달 동안 매일 보충 — 살아 있는 세균, 저온살균한 세균, 또는 위약 — 을 마쳤습니다 ⁵. 안전했고 잘 견딜 만했습니다. 저온살균한 형태는 인슐린 감수성을 28.62 % 높였고(P = 0.002), 인슐린혈증을 34.08 %, 총콜레스테롤을 8.68 % 낮췄습니다 ⁵. 이제 단서를 최대 음량으로 말하겠습니다. 체중은 위약 대비 2.27 kg, 체지방량은 그 군 자신의 기저치 대비 1.37 kg 줄었지만 둘 다 통계적 유의성에 이르지 못했습니다(P = 0.091, P = 0.092) ⁵. 이것은 안전성과 내약성, 대사 지표를 일차 평가변수로 둔, 32명 규모의 단일기관 탐색 예비 시험이었습니다 ⁵. 더 큰 시험을 돌릴 이유는 됩니다. 식단을 세울 결과는 아닙니다.

암 면역치료 반응과 함께 다닙니다. 2018년 Science의 PD‑1 차단 치료 환자 연구에서, 진단 시점 대변 속 A. muciniphila의 상대적 양이 임상 반응과 함께 움직였고, 반응하지 않은 환자의 대변을 받은 생쥐에게 이 균을 입으로 보충하자 반응이 되살아났습니다 ⁹. 사람에서는 상관관계, 생쥐에서는 인과관계입니다. 그 문장의 두 부분 모두가 중요합니다.

우리를 상대로 하는 일

같은 행동을 반대로 읽어 봅시다. 점액을 먹는 세균은 면역계와 장 내용물을 갈라놓는 장벽을 얇게 만드는 중이기도 합니다. 그 끝이 좋을지 나쁠지는 동네에 달려 있습니다.

병원균이 함께 있으면 상황을 더 나쁘게 만듭니다. 여덟 종으로 짜인 군집을 지닌 무균 유래 생쥐에서 Salmonella Typhimurium 감염에 A. muciniphila를 더하자 조직병리 점수와 맹장 및 대장의 IFN-γ, TNF-α, IL‑6, IL‑12, IL‑17 전령 RNA가 올라갔습니다 ⁶. 장간막 림프절의 Salmonella 수는 약 열 배로 늘었고, 맹장 조직에서 뮤신을 채운 술잔세포는 다른 군에서 보인 수의 3분의 1에서 2분의 1 사이로 떨어졌습니다 ⁶. 저자들 자신의 해석은 이것이 숙주의 점액 항상성을 교란한다는 것입니다 ⁶.

식이섬유가 없으면 군집 전체가 점막에게 달려듭니다. 2016년 Cell 연구는 무균 유래 생쥐에 합성 사람 미생물상을 넣고 식이섬유를 끊었습니다. 식물성 탄수화물을 빼앗기자 군집은 — Akkermansia 같은 점액 전문가가 그 안에서 두드러진 채로 — 숙주의 점액 당단백질을 영양원으로 삼는 쪽으로 돌아섰고, 대장 점액 장벽을 깎아냈으며, 점막 병원균 Citrobacter rodentium이 상피에 닿아 치명적 대장염을 일으키도록 길을 내주었습니다 ⁷. 이 항목 전체의 실용적 교훈이 여기 있습니다. 점액을 먹는 균은 더 나은 것이 없을 때 주로 점액을 먹습니다.

그 양은 건강 점수가 아닙니다. 파킨슨병의 장내 미생물 연구들을 방법론적으로 맞춰 모아 분석한 결과, 환자에서 Akkermansia는 높아져 있었고 부티르산 생산균은 줄어 있었습니다 ⁸. 낮은 것이 아니라 높은 것입니다. 저자들은 점액층의 분해를 그럴듯한 연결 고리 가운데 하나로 제안하지만 ⁸, 이것은 단면 자료의 연관이고 느린 장 통과와 변비, 약물이 모두 살아 있는 대안 설명으로 남아 있습니다. 화살표가 어느 쪽을 가리키는지는 아무도 보이지 못했습니다.

한 생물, 두 표기: 2021년에 문 이름이 바뀐 이유

종 이름은 2004년에 제안된 뒤로 바뀌지 않았습니다 ¹. 그 둘레의 문이 바뀌었습니다. 옛 논문이 모두 Verrucomicrobia라고 부르던 것이 42개 문 이름이 한꺼번에 공식으로 세워진 2021년에 세균 명명 규약에 따라 Verrucomicrobiota로 유효하게 발표되었습니다 ¹⁰. 같은 생물, 현행 표기입니다. 그러니 2013년 초록에서 Verrucomicrobia를 보고 2023년 초록에서 Verrucomicrobiota를 보더라도 재분류된 것은 없습니다. 규칙이 뒤늦게 따라온 것입니다.

붙들어 둘 것

Akkermansia muciniphila는 건강한 사람 장의 정상 상주자이고, 우리가 만드는 점액으로 먹고삽니다. 그 층을 깎아내는 일이 층의 재생을 자극하고 장벽을 촘촘하게 만드는 듯 보이며, 생쥐에서 그리고 작은 사람 시험 하나에서 그것은 더 나은 대사 수치로 나타났습니다 ³⁵. 식단에서 식이섬유를 걷어내거나 병원균 — 병을 일으키는 미생물 — 을 더하면 같은 식욕이 침식이 됩니다 ⁶⁷. 사람에서의 근거는 32명짜리 예비 시험 하나와 여러 상관관계, 즉 아직 원인과 결과가 아니라 함께 다니는 것들입니다 ⁵⁹. 이것은 진심으로 유망하고, 진심으로 아직 정해지지 않았습니다. 그 둘을 한꺼번에 말하는 것이 이 항목을 쓰는 유일하게 정직한 방법입니다.