(Colorized SEM (scanning electron micrograph) of the foodborne pathogen Salmonella enteritidis. Blue is growth medium. Picture is colored in false colors to illustrate difference. Photo by Jean Guard, ARS. Credit: U.S. Department of Agriculture/public domain)
우리 몸의 장 안에는 인체 세포보다 훨씬 많은 숫자의 장내 미생물이 살고 있습니다. 장내 미생물은 인간이 소화시키지 못하는 식이 섬유 등을 분해해 여러 가지 물질을 만들어 자신도 생활하고 숙주인 인간에게 영양분도 제공합니다. 이 가운데는 짧은 사슬 지방산 (SCFA)이 있습니다. 짧은 사슬 지방산은 영양분이기도 하지만, 다른 세균이 쉽게 장벽을 통과하지 못하게 막아서 면역에도 중요한 역할을 합니다.
그런데 식중독의 주요 원인균 중 하나인 살모넬라는 짧은 사슬 지방산이 정상적으로 존재하는 상황에서도 장벽을 뚫고 들어와 염증을 일으킬 수 있습니다. UC 데이비스의 안드레아스 보이믈러 (Andreas Bäumler)가 이끄는 연구팀은 살모넬라가 어떤 기전으로 인체와 장내의 면역을 극복하는지 연구했습니다.
연구팀은 살모넬라가 본래 대장에서만 증식하지만, 굳이 소장까지 침투한다는 데 주목하고 그 이유를 조사했습니다. 그 결과 살모넬라가 병원성 물질을 통해 소장에서 아미노산 흡수를 방해한다는 사실을 알아냈습니다. 쥐를 이용한 동물 모델에서 연구팀은 살모넬라 감염 후 대장 안의 특정 아미노산 - 라이신과 오르니틴 (lysine, ornithine)- 의 농도를 크게 높인다는 사실을 확인했습니다.
본래 소장에서 흡수되어야 하지만, 흡수되지 못하고 대장으로 넘어온 아미노산은 살모넬라 증식이 꼭 필요한 영양분을 제공합니다. 그리고 동시에 짧은 사슬 지방산의 면역 기능을 무력화시키고 자신에게 좋은 환경으로 만들 수 있습니다.
이렇게 자신에게 살기 좋은 환경을 만드는 살모넬라의 전략은 앞으로 새로운 치료법 개발에 이용할 수 있습니다. 살모넬라가 아미노산을 이용하지 못하게 소장 상태를 개선하면 세균의 증식을 억제할 수 있는 것입니다. 쉽게 사라지지 않고 계속해서 감염되는 살모넬라균을 억제하기 위해 새로운 접근법이 필요할지도 모릅니다.
참고
https://medicalxpress.com/news/2024-11-salmonella-gut-defenses-infection.html
Lauren C. Radlinski et al, Salmonella virulence factors induce amino acid malabsorption in the ileum to promote ecosystem invasion of the large intestine, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2417232121
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