POSTECH·이뮤노바이옴, 자폐증 장-면역-뇌 축 메커니즘 규명
세계 최초 무균 ASD 모델로 장내 미생물의 역할 입증…프로바이오틱스 치료 가능성 제시
2025-08-18 이부용 기자
이번 성과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다.
ASD는 사회성·의사소통·행동 발달에 영향을 주는 대표적 발달장애다.
미국질병관리청(CDC)은 2025년 미국 어린이 31명 중 1명이 ASD를 앓을 것으로 전망하고 있으며, 동아시아 국가에서도 유사한 유병률이 보고될 가능성이 크다. 발병 원인과 근본 치료법은 아직 명확히 밝혀지지 않았다.
연구팀은 세계 최초로 무균 상태에서 자란 유전자 변형 ASD 동물 모델을 제작해 실험을 진행했다.
그 결과 장내 미생물이 없을 때는 자폐증 특유의 행동 이상이 나타나지 않았다. 이는 장내 미생물이 자폐증 증상 발현에 필수적임을 입증한 것이다.
또한 장내 미생물이 뇌 면역세포 염증 반응을 촉진하고, 특정 염증성 T세포가 증상에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다.
이 경로를 차단하자 신경 염증이 줄고 행동 이상이 완화됐다.
나아가 장내 미생물이 신경전달물질 글루타메이트와 가바의 균형을 변화시켜 뇌 기능에 영향을 준다는 점도 규명했다.
연구팀은 AI 기반 대사산물 예측 모델을 개발해 글루타메이트를 흡수하고 가바를 생성하는 프로바이오틱스 균주 락토바실러스 루테리(L. reuteri IMB015) 를 발굴했다.
투여 결과 신경 염증이 줄고 행동 이상이 예방되는 효과가 확인됐다.
임신혁 교수는 “이번 연구는 자폐증을 단순한 유전 질환이 아니라 장내 미생물 조절을 통해 관리할 수 있는 면역-신경계 질환으로 바라보게 하는 전환점을 마련했다”고 말했다.
이번 연구는 POSTECH과 임신혁 교수가 대표로 있는 ㈜이뮤노바이옴의 협력을 통해 이뤄졌으며, 한국연구재단 중견연구사업 및 기초과학연구소 지원을 받았다.
연구팀은 향후 임상 시험을 통해 자폐증 증상 개선을 위한 프로바이오틱스 및 생균제 치료제 개발을 이어갈 계획이다.