| 초록 |
□ 연구개요 세계 최초 분변미생물이식술 (Fecal microbiota transplant; FMT)을 통한 염증성 장질환 영장류 동물모델을 구축하고 기초건강지표, 혈액생화학적, 면역학적, 정신의학적 측면의 종합적이고 심도있는 연구분석을 통하여 분변 미생물의 신체 내 영향을 규명하고 현재 사람 병원에서 시행중인 분변미생물이식술의 임상학적 효능성 및 안전성을 검증함. □ 연구 목표대비 연구결과 한국생명공학연구원 국가영장류센터 Cynomolgus macaque 개체 273수의 기초건강지표, 면역학적 분석, 혈액학적, 혈액생화학적, 행동학적 분석 결과를 바탕으로 총 영장류 9수의 분변미생물이식술 정상 개체 선별. (연구계획 5수) 국내 최초 및 유일 구세계 영장류 대상 대장내시경 이용 분변미생물이식술 기법을 구축하였으며 만성설사증 분변(4수) 및 정상변(2수)을 영장류 개체 가로 결장까지 성공적으로 분변 이식하고 프로바이오틱스 (3수) 실험군과 비교분석하였음. 또한, 세계 최초 영장류 외과적 처치를 개발하여 간문맥 및 간조직에 대한 장간축 연구 분석 수행완료. Beta diversity을 기반으로 마이크로바이움 분석 결과 이식한 분변이 수여 개체에 부분적으로 정착되었음을 확인하였으나 임상증상과 영상의학적 분석결과 공여개체와 같은 만성 염증을 동반한 만성설사증은 관찰되지 않았음. 특이하게, 분변 상태(설사변, 정상변)와 상관없이 분변미생물이식술을 수행한 실험군에서 종합적이고 다양한 신체 영향이 이식술 전후로 통계적으로 유의성 있게 관찰되었음. 유산균은 실험기간 내내 고농도의 유산균을 투여했음에도 불구하고 전반적으로 신체 내 영향이 제한적이었음. 분변미생물이식술 개체에서 인슐린 등 췌장호르몬의 유의미한 증가가 관찰되었으며 전반적인 백혈구 수치는 증가하였고 그 중 호중구는 대퇴정맥과 간문맥에서 모두 감소하였고 림프구 수치는 대퇴정맥에서 증가하였음. 유세포 분석결과 림프구는 주로 T세포, NK 세포의 증가가 관찰되었음. 호르몬 분석에서는 간문맥에서만 ACTH, 성장호르몬의 증가가 관찰되었음. 마이크로바이움의 대사체 중 가장 중요한 역할을 한다고 알려진 단쇄지방산 (short chain fatty acid)는 분변미생물이식술과 유산균 군에서 모두 증가됨을 확인되었음. 혈액생화학적 분석결과 AST 감소, ALT 증가를 보여 전반적인 세포 손상은 감소되나 간조직의 손상은 의심되었음. 간조직에 대한 RNAseq 분석결과 분변미생물이식술 실험군에서 주로 다양한 대사와 관련된 mRNA의 변화가 주로 관찰되었으며 MDS (multidimentioanl signaling) plot 분석 결과 분변상태와 상관없이 간조직의 유사한 변화를 준 것으로 관찰되었음. 최종 목표인 영장류 만성설사증 임상증상을 재현하는 동물모델 개발을 위해 분변미생물이식술 6회 반복, DSS (Dextran sulfate sodium) 투여군, DSS와 분변미생물이식술 동시 수행군, 분변미생물이식술과 면역억제제 동시 수행군 등 총 4개 실험군으로 추가 실험을 진행하였으나 DSS 투여기간 동안의 일시적인 설사증을 제외하고는 모든 실험군에서 만성설사증 임상증상이 재현되지 않았음. 최종적으로 모든 실험 개체군은 총 5개체의 정상 분변을 혼합한 정상 분변을 이용하여 분변미생물이식술을 수행 및 기타 건강검진을 수행하였으며 국가영장류센터 내 동물복지형 집단사육 케이지에 정상 복귀함. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1. 분변의 장 내 이식을 통한 신체 내 종합적 영향에 대한 최초 분석 수행하여 분변미생물이식술을 통한 신체 내 영향에 대한 기초기전을 제시하고 이러한 연구결과를 바탕으로 제 1, 2형 당뇨병 치료 적용, 간이식후 초기 면역 억제 효과 등 임상학적으로 적용 가능성 제시. 2. 장 타깃 치료물질 (프로바이오틱스, 분변미생물이식술 등)의 영장류 이용 신체 전반적인 유효성 및 안전성 검증 전임상동물모델 제시 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
