변상균 교수팀, 항바이러스 면역 증진 기능성 유산균 발굴

노로바이러스를 모델로 바이러스 방어용 면역 기능을 향상시키는 유산균 발굴

세계 저명 학술지 ‘리서치(Research, IF 11.036)’ 게재

[사진. 변상균 교수]

생명시스템대학 생명공학과 변상균 교수 연구팀은 면역 세포의 바이러스 감염에 대한 방어 능력을 향상시키는 유산균을 발굴하고 이의 효능과 작용 기전을 규명했다.

바이러스가 우리 몸속에 침투하면 선천성 면역(innate immunity)을 담당하는 면역 세포에 의해 바이러스 감염을 최소화하기 위한 반응이 일어난다. 이러한 선천성 면역 반응의 활성 정도에 따라 바이러스 감염의 정도가 바뀔 수 있다. 

본 연구에서는 위장관염을 발생시키는 가장 흔한 바이러스 중 하나인 노로바이러스(norovirus)를 모델로 해 노로바이러스 감염을 방어하는 면역 기능을 향상시키는 유산균을 연구했다. 

장내 미생물 균총은 사람마다 차이가 있으며, 장내 미생물 균총을 구성하는 균의 종류에 따라 노로바이러스 감염에 대한 대응 및 증상 차이가 나타날 수 있다고 알려져 있다. 

연구팀은 바이러스에 대응하는 인터페론 베타(interferon-β)가 면역 세포에서 가장 활성화될 수 있도록 도와주는 유산균을 찾는 작업을 통해 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius) 계열의 ‘락토바실러스 살리바리우스 HHuMin-U’라는 인체 유래 유산균을 발굴했다.

연구팀은 발굴한 유산균이 대식세포의 항바이러스 작용에 필수적인 1형 인터페론(type I interferons) 및 인터페론 자극 유전자(interferon stimulated genes)의 발현을 증가시켜 노로바이러스의 세포 감염 정도를 약 1/200 정도로 억제하며, 면역 세포의 생존율도 증가시킨다는 것을 밝혔다.

그리고 동물에게 이 유산균을 섭취시키면 장내에서도 바이러스에 대응하는 인터페론 베타가 증가됨을 확인해 기능성 유산균 소재로의 활용 가능성을 입증했다.

[그림. 락토바실러스 살리바리우스 HHuMin-U 유산균은 면역 세포의 NF-κB와 TBK1–IRF3 신호 전달 체계 활성화를 유도해 항바이러스에 필수적인 1형 인터페론(type I interferons) 단백질의 발현을 증가시키고, 이를 통해 면역 세포의 항바이러스 활성을 향상시켜 노로바이러스 감염을 감소시키는 효과를 보인다.]

또한 발굴한 유산균 ‘락토바실러스 살리바리우스 HHuMin-U’의 분자기전 연구를 통해 이 유산균이 면역 세포의 NF-κB와 TBK1–IRF3 세포 신호 전달을 활성화해 인터페론 자극 유전자 발현을 증가시킴으로써 항바이러스 능력을 향상시킨다는 것을 규명했다.  

이번 연구는 ㈜비피도와 공동으로 진행됐으며, 한국연구재단 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 미국과학진흥협회(AAAS) ‘사이언스(Science)’ 지의 파트너 저널인 세계 저명 학술지 ‘리서치(Research, IF 11.036)’에 12월 19일 게재됐다(제1저자: 김다현).

논문정보

● 논문제목: Lactobacillus salivarius HHuMin-U Activates Innate Immune Defense against Norovirus Infection through TBK1-IRF3 and NF-κB Signaling Pathways

● 논문주소: https://doi.org/10.34133/research.0007

용어설명

● 1형 인터페론(type I interferons): 면역 반응을 매개하는 주요 인자들로, 특히 바이러스에 대응하는 면역 세포의 활성 조절에 중요하다. 인터페론 알파(interferon-α), 인터페론 베타(interferon-β) 등이 있다.

● 인터페론 자극 유전자(interferon stimulated genes): 인터페론에 의해 생성이 조절돼 바이러스와 같은 병원체 감염에 방어하는 직접적인 일을 수행한다. 

출처 : 연세소식, https://www.yonsei.ac.kr/ocx/news.jsp?mode=view&ar_seq=20221226090923110081&sr_site=S&sr_volume=633​​