과학기술/기타

FOOD Style 21_2018.5 연구 최전선 (p8~10)

음식으로 생각하는 미래 건강
장내세균 대사로 알 수 있는 것
국립연구개발법인 의약기반∙건강∙영양연구소 구니사와 준(國澤 純) 씨

최근에 뱃속 면역이나 장내세균을 매개한 건강에 주목하고 있으며 그 움직임에 대해 연구가 진행되고 있다. 국립연구개발법인 의약기반∙건강∙영양연구소에서는 일본 각지에서 식사나 수면, 운동 등의 실태를 조사한다.

동시에 수집한 건강 진단 데이터와 장내세균이나 대사물질의 결과 등과 합하여 건강과 관련되는 생활습관과 장내세균을 조사하고 있다. 이번에는 의약기반∙건강∙영양연구소 백신 머티어리얼 프로젝트 & 장내환경 시스템 프로젝트의 리더인 구니사와 씨에게 이야기를 들어 보았다.

-- 향후 건강 과학의 과제, 장관면역 세포를 중심으로 --
나는 현재 백신 머티어리얼과 장내 환경 시스템의 2개의 프로젝트를 추진하고 있으며 두 프로젝트 모두 장에 존재하는 면역을 대상으로 하고 있다. 장관(창자)에는 융털이 많이 있다. 그곳을 관찰해 보면 항체를 만드는 세포나 T세포 등의 면역세포가 밀집되어 있다.

우리들 몸 속에 있는 절반 이상의 면역세포는 여기에 모여 있다고 한다. 장의 면역은 식중독 등을 일으키는 병원체에 대해 방어 활동을 하고 있으며, 우리 연구 테마의 하나는 이 장관의 면역 기능을 이용한 백신 개발이다.

또 다른 연구테마는 장과 건강과의 상관관계다. 장의 면역은 우리에게 유해한 병원체는 배제하지만 장내세균이나 식사로 섭취한 성분과는 잘 조화될 수 있는 시스템을 갖고 있다.

한편으로 이 시스템이 붕괴되면 음식 알레르기 등 장관의 알레르기 질환, 아토피성 피부염이나 꽃가루알레르기, 생활습관병 등으로 이어진다는 것을 알게 되었다. 최근에는 장을 통해 건강해지는 것을 기대하고 있으며 면역만이 아니라 장내 세포에 주목하고 있다.

또한 섭취한 음식은 당연히 장에 많이 존재한다. 음식은 우리의 먹이기도 하지만 장내 세균의 먹이도 되기 때문에 장내세균의 성장이나 기능에도 영향을 미친다.

또한 장내세균은 먹이로서 섭취한 음식의 모양을 바꿔서 생산하는 일도 있다. 이는 우리의 건강에 있어서 좋은 것과 나쁜 것이 있다는 것도 알게 되었다. 즉 앞으로의 건강과학을 생각할 때는 “식사–장내세균–장관면역’의 관계를 살펴보는 것이 중요하다.

-- 식용유 속의 지방산 구성의 차이가 초래하는 생체에의 영향 --
나는 음식물로서 기름과 비타민을 전문으로 연구하고 있다. 기름 중에는 식용유가 있다. 건강에 좋은 기름이라고 하는 올리브유, 아마씨유, 코코넛유 등을 비롯하여 많은 식용유가 시장에 나와 있다. 모두 같은 기름으로 보이지만 실은 지방산의 구성이 다르다.

흔히 기름은 ‘지나치게 섭취하면 좋지 않다’라며 섭취량에 대해 많은 논의를 하고 있지만 기름 성분도 중요하다는 사실이 다양한 기름을 통해 증명되고 있다.

하나의 예로서 아마씨유의 알레르기 억제 효과가 있다. 우리는 달걀 알레르기 모델 쥐를 사용한 연구를 통해 아마씨유가 포함된 먹이로 사육한 쥐는 알레르기성 설사를 하지 않는다는 것을 발견하였다.

아마씨유는 오메가3 지방산인 알파-리놀렌산이 상당히 많은 것이 특징이다. 아마씨유로 사육한 쥐의 장을 보면 알파-리놀렌산이 장 속에, 특히 면역세포가 많은 곳에 축적되어 있었다. 즉, 섭취한 기름의 지방산 조성은 그대로 장의 지방산 조성에 반영되어 면역세포에 영향을 미치고 있다고 생각된다.

-- 기름의 대사와 건강에 대한 기여 --
알파-리놀렌산은 대사되어 EPA가 된다. 그리고 아마씨유로 사육한 쥐의 장에서는 EPA도 증가해 있었다. EPA는 건강하고 좋은 기름으로 알려져 있다. 그러나 최근에는 더 EPA 대사가 진행되어 약간 모양을 바꾼 것이 건강에 영향을 미친다는 사실이 알려졌다.

우리 연구를 통해 아마씨유를 섭취했을 때에 에폭시 구조를 갖는 EPA가 늘어났다는 사실을 알게 되었다. 이러한 사실로부터 EPA는 체내에서 에폭시 구조를 갖는 형태로 변화하고, 그것이 알레르기 억제에 좋은 역할을 담당하고 있다고 추측되었다.

그래서 아마씨유가 포함되지 않은 먹이로 사육한 쥐에게 에폭시화 EPA를 투여하자 아마씨유로 사육한 경우와 마찬가지로 알레르기성 설사가 발생하지 않았다. 즉, 아마씨유를 섭취함으로써 EPA가 증가한 후에 EPA가 에폭시 구조가 됨으로써 알레르기성 설사를 억제한다고 볼 수 있다.

또한 우리의 최신연구에서, 에폭시화 EPA는 장관의 알레르기뿐 아니라 비염이나 꽃가루알레르기, 피부염 등도 억제한다는 사실을, 쥐와 원숭이를 이용한 연구를 통해 밝혀졌다.

주목한 또 다른 하나는 EPA를 에폭시 구조로 변환하는 시토크롬 P450이라는 효소다. 시토크롬 P450은 약의 대사에 관여하며 약의 효능을 결정한다고 알려져 있다. 약 연구에서는 잘 알려진 효소다. 실은 약뿐 아니라 섭취한 기름의 효과도 시토크롬 P450에 의존하는 부분이 있다.

또한 장내세균이나 발효식품에 사용되는 미생물도 기름을 대사하는 효소를 갖고 있다는 사실도 알게 되었다. 때문에 우리 자신이 갖고 있는 효소를 보는 것만이 아니라 어떤 효소를 갖는 장내세균을 갖고 있는지도 주목할 필요가 있다.

그리고 좋은 효소도 장내세균도 갖고 있지 않은 경우는 어떻게 하면 좋을까? 하나는 활성이 있는 것을 그대로 섭취하는 방법, 다른 하나는 발효식품 등의 힘을 빌려 활성이 있는 것을 만들게 하는 방법이다. 현재 몇 개의 발효식품을 시험하고 있으며 차츰 유효한 것을 발견하고 있다. 앞으로는 섭취한 것이 어떻게 효과를 발휘하는지를 장내세균도 포함하여 생각하는 시대가 올 거라 생각된다.

-- 일본의 식습관을 과학한다 --
이러한 배경을 바탕으로 우리는 현재 일본 각지에서 생활하는 사람을 대상으로 연구를 진행하고 있다. 이 연구에서는 식사, 수면, 운동, 약 복용, 질병 등의 데이터를 건강 진단 데이터와 합하고, 또한 장내세균이나 혈중의 대사물, 면역 파라미터 등 측정한 것을 전부 데이터베이스화하여 통합적으로 해석∙검증하는 시스템을 만들고 있다.

참가자에게는 장내세균 타입과 비피더스균, 유산균과 같은 이른바 착한 균의 비율 등을 알려 준다. 그 외에도 영양 과부족, 일상의 운동상태 등을 정리한 리포트를 돌려주고, 그 후의 생활 개선을 통한 변화를 조사하고 있다.

이와 같은 활동과 함께 건강상태와 관련된 인자를 탐색하는 연구도 실시하고 있다. 예를 들면 최근에는 체질량지수(BMI)와 역상관하는 균(이른바 날씬 균 후보)을 동정(同定)하고 있다. 또한 데이터베이스를 사용하여 날씬 균이 많은 사람은 어떠한 생활습관을 하고 있는지, ‘건강한 사람 vs 아픈 사람’이나 ‘도쿄 vs 다른 지역’과 같은 차이를 규정하는 것을 탐색하고 있다.

그 이외에도 쌍둥이를 대상으로 한 연구나 엄마가 섭취한 것이 모유에 미치는 영향, 또한 그 모유로 자란 아이의 장내세균과 체질 등을 조사하는 프로젝트도 실시하고 있다.

이처럼 우리는 일본 전국의 다양한 지역에 사는 사람을 대상으로 식사나 운동 등의 데이터를 수집하면서, 받은 샘플을 사용하여 장내세균이나 대사물, 면역 등을 측정하여 건강과의 관련을 해석하고 있다. 또한 병원이나 대학과 공동으로 장을 기점으로 한 질병에 관한 연구도 추진하고 있다.

이러한 연구를 발전시킴으로써 장기적으로는 개호나 약국, 주치의가 이 데이터를 사용하여 “이런 약을 먹는 편이 좋다” “이 음식을 먹는 것이 좋다”라는 식의 조언을 가능하게 하거나 지역 특산품의 고기능화 등 새로운 산업의 발전으로 연결시키고 싶다.

앞으로는 더 다양한 영역의 기업, 대학, 지자체 등과 연계한 일본 전체의 공동연구 체제를 구축하여 오더메이드의 건강증진 가능성을 주장해 나갈 것이다.

  -- 끝 --