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장-폐 축, 폐질환 치료의 새로운 관점

급성 폐손상(Acute Lung Injury, ALI)과 급성호흡곤란증후군(Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS)은 패혈증, 감염, 외상, 기계환기 등 다양한 원인으로 발생하며, 환자의 예후를 크게 악화시키는 대표적인 질환이다. 현재까지 이를 직접적으로 조절할 수 있는 표적 치료는 제한적이며, 산소 공급과 기계환기 등 지지요법에 의존하고 있는 실정이다.

이러한 한계를 극복하기 위한 새로운 접근으로 ‘장-폐 축(gut–lung axis)’ 개념이 부각되고 있다. 장내미생물이 면역계에 영향을 미치고, 그 결과 폐를 포함한 다른 장기의 염증반응과 기능에도 영향을 줄 수 있다는 것이다. 이 가운데 대표적인 유익균인 Bifidobacterium의 역할이 주목받고 있다.

Bifidobacterium,
면역 조절을 통한 폐 보호 효과

연구진은 마우스를 대상으로 lipopolysaccharide(LPS)를 이용한 염증 유도 모델과 기계환기 유발 폐손상 모델을 구축해 급성 폐손상 상황을 재현했다. 이후 실험군에는 Bifidobacterium을 투여하고, 대조군과 비교해 폐 조직 손상 정도, 염증성 사이토카인 변화, 면역세포 반응 등을 종합적으로 분석했다.

그 결과, Bifidobacterium을 투여한 군에서는 폐 조직의 구조적 손상이 유의하게 감소했다. 폐포 벽의 비후, 염증세포 침윤, 간질 부종 등이 완화되었는데, 이는 프로바이오틱스가 폐 조직 보호에 직접적인 영향을 미쳤음을 시사한다.

또한 TNF-α, IL-6 등 주요 염증성 사이토카인의 발현이 감소해 과도한 염증반응이 효과적으로 억제된 것이 확인됐다. 면역학적으로도 macrophage와 같은 선천면역세포의 과도한 활성화는 억제되면서도 방어 기능은 유지되어, 면역 균형 유지에 전반적으로 기여하는 것으로 나타났다.

TSP-1, 조직 보호를 매개하는 핵심 인자

이번 연구에서 주목할 만한 결과는 Thrombospondin-1(TSP-1)의 역할이다. TSP-1은 세포외기질 단백질로, 조직손상 회복과 염증반응 조절, 면역 항상성 유지에 관여하는 것으로 알려져 있다. 급성 폐손상 상태에서는 TSP-1 발현이 감소하는 경향을 보였으나, Bifidobacterium을 투여한 군에서는 그 수준이 유의하게 회복됐다. 이는 TSP-1이 단순한 보조적 인자를 넘어 폐 조직 보호와 염증 조절에 핵심적인 역할을 수행할 수 있음을 시사한다. 특히 TSP-1은 transforming growth factor-β(TGF-β) 활성화와 연관되어 조직 회복 및 염증 억제 과정에 관여하는데, 이번 연구는 이러한 기전이 실제 급성 폐손상 상황에서도 작동함을 뒷받침한다.

결과적으로 이 연구는 ‘장내미생물 조절 → 면역반응 조절 → TSP-1 매개 조직 보호 → 폐손상 완화’로 이어지는 기전적 경로를 제시했다는 점에서 의미가 있다.