성균관대학교 산학협력단

질 유산균이 생성하는 β-카볼린, 염증성 질환 치료의 새로운 가능성 열다

- 약학과 김기현 교수, 질 건강과 염증/면역 조절의 새로운 가능성 제시

▲ 약학과 김기현 교수(왼쪽)와 이서윤 석박통합과정생(오른쪽)

약학과 김기현 교수 연구팀과 하버드 공중보건대학의 Smita Gopinath 교수 연구팀이 공동으로 Lactobacillus crispatus와 같은 질 유산균이 β-카볼린(β-carboline) 계열의 항염증 화합물을 생산하며, 이는 질의 면역 환경을 안정화하는 데 핵심적인 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구는 유산균이 단순한 유익균을 넘어 인간의 면역 반응을 직접 조절할 수 있음을 보여주는 중요한 결과로 평가된다.

김 교수 연구팀은 활성추적분리법을 통해 Lactobacillus crispatus가 생산하는 β-카볼린 계열 화합물을 분석한 결과, 페를롤라이린(perlolyrine)이라는 항염증 물질을 발견했다. 이 물질은 면역 세포와 상피 세포에서 염증 신호 전달 체계를 억제하며, 염증 유발 물질인 IL-1β와 IL-6의 생성을 감소시키는 것으로 확인되었다. 생쥐 실험에서는 페를롤라이린이 염증 반응을 최대 77%까지 감소시키는 강력한 효과를 나타냈다.

▲ 활성추적분리법을 통한 항염증 β-카볼린 물질 발굴

이 물질은 건강한 질 미생물 환경에서 더 높은 농도로 존재했으며 세균성 질염(Bacterial vaginosis)을 가진 여성의 경우 낮은 농도로 검출되었다. 연구팀은 생쥐를 대상으로 질 내 염증을 유발한 후 페를롤라이린을 국소적으로 적용한 결과, 주요 염증 사이토카인(IL-1β, IL-18) 분비 감소와 함께 염증 완화 및 생존율 향상 효과를 확인했다. 특히, 바이러스 감염 상태에서도 이러한 효과가 유지되는 점이 관찰되었다.

▲ 항염증 β-카볼린 물질 발굴 및 활성 효능 검증 모식도

김기현 교수는 이번 연구가 β-카볼린 계열 화합물이 질염과 같은 염증성 질환 치료제 개발에 활용될 수 있는 가능성을 제시하며 염증을 억제하면서도 면역 체계의 방어 능력을 유지하는 특징을 통해 질 건강 개선과 새로운 치료제 개발의 기반이 될 것이라고 말했다. 또한, β-카볼린은 질 미생물 환경 복구에도 기여할 수 있어 프로바이오틱스 및 프리바이오틱스 연구의 새로운 기준을 제시할 수 있다.

▲ 헤르페스 바이러스 감염 동물 모델을 이용하여 β-카볼린 물질의 항염증 활성 검증

본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 기초의과학연구센터(MRC)사업 및 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행되었으며 연구 결과는 국제 학술지 Cell Host & Microbe(IF: 20.6, 미생물 분야 JCR 상위 2%, 기생충학 및 바이러스학 분야 상위 1위)에 11월 13일 온라인 게재되었다.

※ 논문명: Vaginal lactobacilli produce anti-inflammatory β-carboline compounds

※ 저널: Cell Host & Microbe(IF: 20.6)

※ 저자명: 김기현(교신저자), 이서윤(공동저자)