미생물 공생 및 면역 연구실

MSI 연구실은 마이크로바이옴(microbiome)이 숙주의 면역시스템 발달에 미치는 영향을 연구하고 있습니다. 오랜 세월에 걸친 공진화 과정을 통해 숙주와 공생 관계를 이루게 된 마이크로바이옴은 다양한 신체 기관의 정상적인 발달과 기능 유지에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 이들과의 관계에 있어서 최전선에 위치한 숙주 면역시스템이 미생물과 영향을 주고받으며 항상성을 유지하기 위한 기작을 장내 T세포의 분화와 기능을 중심으로 밝히고자 하며, 이러한 균형이 깨졌을 때 발생하는 질병, 그리고 이 과정에 영향을 미치는 주요 공생 세균들의 역할 및 생존전략을 연구하는 것을 목표로 하고 있습니다. MSI 연구실은 장내 마이크로바이옴과 숙주 면역계 간의 상호작용을 탐구하며, 특히 마이크로바이옴 유래 대사체(metabolome)가 면역 항상성 유지와 염증 조절에 미치는 영향을 중점적으로 연구합니다. 장내 미생물은 우리가 섭취하는 식이 성분을 분해하여 다양한 대사산물을 생성하며, 이들 대사체는 숙주의 면역세포와 신경세포에 신호를 전달함으로써 면역 반응을 조절하고 조직 항상성을 유지하는 데 핵심적인 역할을 수행합니다. 최근 연구에 따르면, 이러한 대사체들은 염증성 장질환(IBD), 자가면역 질환, 대사 질환, 심지어 신경퇴행성 질환의 발병 및 진행에 영향을 줄 수 있음이 밝혀지고 있습니다. 우리 연구실은 장내 미생물과 식이, 면역계 간의 복합적 상호작용을 분자 수준에서 이해함으로써, 차세대 마이크로바이옴 기반 면역 조절 전략을 개발하고 미생물 기반 치료제 개발을 통한 만성 질환 극복을 목표로 하고 있습니다. 장과 같은 점막 조직에서 상시적으로 분비되고 있는 IgA 항체는 병원균의 침입을 차단하는 동시에 다양한 공생균의 정착과 생리적 기능을 조절하는 것으로 알려져 있으며, 역으로 IgA를 생산하는 B세포의 분화는 장내 세균에서 유래한 항원과 대사물의 영향을 받습니다. 장내 환경 변화에 따라 조절되는 IgA 반응이 미생물과의 공생에 미치는 영향을 밝히고, 공생균에 의해 유도된 항체 반응이 숙주의 장내 면역 항상성을 유지하고 병원균의 침입을 차단하는 메카니즘을 연구하고 있습니다. 숙주가 섭취하는 음식은 마이크로바이옴의 구조와 기능을 결정짓는 중요한 요소 중의 하나입니다. 고지방, 저섬유질로 특징 지어지는 서구화된 식단은 장내 마이크로바이옴의 다양성을 감소시키고 비만, 당뇨와 같은 각종 대사질환을 유도하는 세균의 증식을 촉진하는 것으로 알려져 있습니다. 일시적인 식이 변화조차 장내 미생물의 구성을 단기적으로 변화시킬 수 있는 것으로 보이나, 장기적인 식습관으로 인해 형성된 보다 안정된 마이크로바이옴의 구조는 상대적으로 바꾸기 어려우며, 이와 같은 장기 구조에 영향을 미칠 수 있는 요인들과 개인별로 나타나는 독특한 미생물 구성을 결정짓는 요인에 대해서는 알려진 바가 매우 적습니다. 숙주의 대사기능에 영향을 미치는 개별 세균을 중심으로 이들이 식이에 따른 환경 변화에 적응해 나가는 기작을 이해하고, 이들 세균과의 공생관계가 손상되었을 때 나타날 수 있는 질환 기작을 연구함으로써, 숙주의 건강을 위해 마이크로바이옴의 구조를 보다 효과적으로 조절할 수 있는 길을 찾고자 합니다. 파킨슨병 환자 마이크로바이옴 분석을 통해 파킨슨병 증상 발현에 있어서 장내 미생물의 역할을 검증하고 장-뇌 축을 통한 신경염증 발생 기전을 연구하고 있습니다. Macrophage는 식균작용을 통해 병원균이나 죽어가는 세포의 잔해를 제거하고, 항원제시를 통해 T세포와 같은 면역세포의 분화와 기능을 조절하는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 신체의 각 조직에서 주요 생리 기능을 조절하는 조직 특이적 macrophage