어릴 때 화학물질에 노출되면 장내 미생물군집이 영구적으로 파괴된다는 연구 결과가 나왔습니다
Penn State가 주도한 새로운 연구에 따르면 어린 시절 환경에서 '영원한 화학물질'에 노출되면 생쥐의 장내 미생물군집이 영구적으로 파괴되어 노년기에 대사 질환 발병에 기여하는 것으로 나타났습니다. 결과는 오늘(8월 14일) 저널에 게재되었습니다. 환경 건강 관점유아기 동안 이러한 화학 물질에 대한 인간의 노출이 성인의 비만 및 제2형 당뇨병을 비롯한 최근의 대사 장애 확산에 기여할 수 있음을 시사합니다.
연구진은 특히 폐기물 소각, 금속 생산, 화석 연료 및 목재 연소의 부산물인 광범위한 잔류성 유기 오염물질(POP)인 2,3,7,8-테트라클로로디벤조푸란(TCDF)에 중점을 두었습니다. TCDF는 먹이사슬에 축적되며 인간은 주로 육류, 유제품 및 일부 생선과 같은 고지방 식품 섭취를 통해 노출됩니다. 아기는 모유 섭취를 통해 노출될 수 있습니다.
Penn State의 분자 독성학 및 생화학 및 분자 생물학 교수인 Andrew Patterson, John T. 및 Paige S. Smith는 "POP는 환경에 널리 퍼져 있으며 거의 모든 생명체가 노출되었습니다."라고 말했습니다. "이러한 화학 물질이 건강에 미치는 부정적인 영향은 잘 기록되어 있으며 선천적 결함과 암을 포함합니다. 우리 연구는 TCDF라고 불리는 특정 POP에 대한 어린 시절의 노출이 또한 장내 미생물 군집을 파괴하고 나중에 대사 장애와 관련이 있음을 시사하는 최초의 것입니다."
연구팀은 실험군, TCDF를 투여한 쥐, 대조군, 무치료군 등 두 그룹의 쥐를 대상으로 TCDF의 효과를 조사했다. 연구팀은 4주 된 생쥐에게 0.46 마이크로그램(μg)의 TCDF가 포함된 알약이나 TCDF가 전혀 포함되지 않은 대조 알약을 5일 동안 먹였습니다. 0.46 µg은 인간의 식단에서 일반적으로 발견되는 것보다 높지만 독성 질병을 일으킬 만큼 높지는 않습니다.
"우리 연구에서 우리는 일반적인 인간 노출에 비해 상대적으로 높은 복용량을 사용했습니다. 그러나 우리는 이 정보를 사용하여 장내 미생물군집을 포함하여 새로운 독성 최고점을 식별하고 더 낮은 복용량에서도 일어날 수 있는 일을 추정하기 시작할 수 있습니다. 물론 단일 노출이 실제 시나리오를 완벽하게 모방하지 못하기 때문에 이러한 POP의 복잡한 혼합물이 우리 및 미생물 파트너와 어떻게 상호 작용하는지 고려해야 합니다."
다음으로 연구자들은 동물의 장내 미생물 군집과 함께 체중, 내당능, 간의 트리글리세리드 양, 대변의 점액 등 동물의 건강에 대한 여러 지표를 조사했습니다. 그들은 5일간의 TCDF 과정 직후와 마지막 투여 후 3개월 후에 이러한 데이터를 수집했습니다. 인간의 경우 이러한 시점은 유아 및 젊은 성인과 동일합니다.
Penn State 대학의 수석 저자이자 부교수인 Yuan Tian은 "우리는 초기에 TCDF에 노출되면 야생형 쥐의 장내 미생물군집이 영구적으로 파괴된다는 사실을 발견했습니다."라고 말했습니다. "우리는 또한 이 쥐들이 4개월령에 더 높은 체중과 포도당 불내성을 가지고 있다는 것을 발견했습니다."
TCDF가 장내 미생물군집에 미치는 영향을 더 자세히 조사하기 위해 과학자들은 미생물군집이 없는 쥐에게 TCDF로 인해 파괴된 미생물군집이 있는 쥐의 장내 미생물군집을 이식하고 건강 결과를 측정했습니다. 그들은 이식을 받은 쥐에서 대사 장애가 발생했다는 사실을 발견했는데, 이는 변경된 미생물군집이 대사 질환의 원인임을 나타냅니다.
Tian은 "이러한 결과는 어린 시절의 TCDF 노출이 장내 미생물군집 기능과 나중에 TCDF가 신체에서 제거된 이후에도 건강 결과에 장애를 일으킬 수 있음을 시사합니다"라고 말했습니다.
그녀는 장내 미생물군집 교란이 다음을 포함한 특정 박테리아 종의 감소로 나타난다고 설명했습니다. 아커만시아 뮤시니필라인간 장내 미생물군집에서도 일반적으로 발견되는 박테리아입니다.
"이건 중요하니까 아커만시아 전반적인 장 건강에 중요한 것으로 인식되고 있지만 이제 우리는 TCDF가 TCDF에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있다는 것을 알고 있습니다."라고 Tian은 말했습니다.
중요성을 조사하기 위해 아커만시아 뮤시니필라 건강 결과에 영향을 미치기 위해 팀은 TCDF로 처리된 쥐에게 박테리아를 프로바이오틱스로 투여하는 실험을 했습니다. 프로바이오틱스는 미생물군집을 정상 상태로 회복시켰습니다.
패터슨 박사는 “우리 연구 결과는 이러한 박테리아가 독성 노출에 의해 영향을 받고 건강 결과를 중재하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다.”라고 말했습니다. "더 많은 연구를 통해 언젠가는 프리바이오틱스와 프로바이오틱스의 보충을 통해 사람의 미생물군집을 최적의 상태로 복원할 수 있을 것입니다."
이 논문에 참여한 다른 Penn State 저자로는 생화학 및 분자생물학 조교수인 Jordan Bisanz; 구임회 연구조교수; Iain Murray, 조교수 연구; 요코야마 시게토시, 조교수; Sergei Koshkin, 연구 조교수; Bipin Rimal, 대학원생; 연구 기술자 Wei Gui; Shaneice Nettleford, 대학원생; 동팡충(Fangcong Dong) 박사후연구원; Sandeep Prabhu, 수의학 및 생물의학부 책임자; Gary Perdew, H. Thomas 및 Dorothy Willits Hallowell 농업 과학 의장. 다른 저자로는 Montana State University의 대학원생인 Trenton Wolfe; Peter Turnbaugh, 샌프란시스코 캘리포니아 대학교 미생물학 및 면역학 교수; 몬타나 주립대학교 미생물학 및 면역학 교수인 Seth Walk.
미국 국립 보건원, 미국 국립 식품 농업 연구소, 펜실베니아 보건부가 이 연구를 지원했습니다.
출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/08/240814124526.htm
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