장내 미생물과 자폐·주의력 결핍 과잉 행동 장애의 상관관계 규명

최근 학술지 셀 프레스에 게재된 연구에 따르면 아기의 출생 전 생물학적 프로그래밍과 장내 미생물군집(Gut microbiome, 장내 미생물 생태계)이 뇌 발달에 중요한 역할을 합니다. 연구진은 출생 시 나타나는 후성유전학적 변화(Epigenetic changes, 유전자 발현을 조절하는 화학적 변화)가 생후 1년간 장내 미생물의 발달 과정을 결정한다는 사실을 확인했습니다.

연구진은 571명의 제대혈에서 DNA 메틸화(DNA methylation, 유전자 발현을 억제하는 후성유전학적 기전) 패턴을 분석했습니다. 또한 969명 영아의 장내 미생물 샘플을 추적 조사했습니다. 연구진은 3세 아동의 행동 발달을 평가하여 특정 후성유전학적 표지와 장내 미생물 조합이 자폐 스펙트럼 장애(ASD, 자폐성 장애) 및 주의력 결핍 과잉 행동 장애(ADHD, 주의력 결핍 과잉 행동 장애)와 연관되어 있음을 발견했습니다.

연구 결과 출생 시 특정 면역 관련 유전자의 DNA 메틸화 수준이 높을수록 생후 12개월까지 장내 미생물의 다양성이 낮아지는 경향을 보였습니다. 이는 태어날 때 형성된 생물학적 신호가 영아기 미생물 생태계의 성장을 안내하는 지침 역할을 한다는 점을 시사합니다.

특정 장내 미생물은 신경 발달 장애의 위험을 완화하는 보호 효과를 보였습니다. 자폐 관련 후성유전학적 패턴을 가진 아동이라도 영아기에 라크노스피라 펙티노스키자(Lachnospira pectinoschiza)라는 균을 보유한 경우 증상 발현 가능성이 낮았습니다.

ADHD와 관련된 후성유전학적 패턴을 가진 아동의 경우 파라박테로이데스 디스타소니스(Parabacteroides distasonis)라는 균이 존재할 때 증상 발현 위험이 감소했습니다. 이는 장내 미생물이 유전적 소인으로 인한 신경 발달 장애의 위험을 수정할 잠재력을 가졌음을 의미합니다.

연구진은 분만 방식과 항생제 노출, 모유 수유, 형제 유무 등이 영아기 미생물군집 형성에 영향을 미치는 주요 요인임을 확인했습니다. 특히 제왕절개로 태어난 아기는 면역 기능 및 뇌 발달과 관련된 유전자에서 독특한 DNA 메틸화 패턴을 보였습니다.

공동 저자인 하인 민 툰 박사는 뇌 건강의 기초가 출생 전부터 다져지지만 발달 경로가 태어날 때 고정되지는 않는다고 강조했습니다. 신경 발달 장애는 복합적인 원인으로 발생하므로 이번 발견은 거대한 퍼즐의 작은 조각을 찾아낸 것에 불과합니다.

연구진은 프로바이오틱스(Probiotics, 건강에 유익한 살아있는 미생물)나 생물학적 치료제를 활용해 영아의 장내 미생물 환경을 개선하는 조기 개입 방안을 모색할 계획입니다. 이러한 비침습적 치료법이 개발되면 신경 발달 장애의 위험을 낮추는 데 획기적인 기여를 할 것으로 전망합니다.

이 기사는 일반적인 건강 정보를 제공하며, 의학적 조언을 대체하지 않습니다. 구체적인 건강 문제는 의료 전문가와 상담하십시오.

출처: Cell Press, "Epigenetic programming of the gut microbiome and neurodevelopmental outcomes" (2024).