교토대학, 도쿄농공대학 등 연구그룹은 설탕(수크로스)을 식이섬유와 같은 물질인 난소화성 균체외 다당(EPS)으로 변환함으로써 수크로스 유발성 비만을 막는 장내 세균을 발견했다.
수크로오스가 풍부한 식사는 비만과 당뇨병과 같은 대사성 질환의 심각한 위험 요소입니다. 한편, 장내 세균은 이들 당을 에너지원으로 이용하여 당대사를 통해 난소화성 다당류인 EPS를 생성할 수 있다. EPS는 자화균(EPS를 이용하여 증식하거나 에너지를 얻는 균)에 의해 단쇄 지방산으로 변환되어 숙주의 대사적 이익에 기여한다.
그래서 연구 그룹은 인간 장내 세균으로부터 고EPS생생균을 탐색한 결과, Streptococcus salivarius(S.salivarius)를 동정했다. S.salivarius가 수크로오스를 기질로 생산하는 EPS(SsEPS)를 조사하면 식이섬유와 같은 물질인 난소화성 다당류였다. 인간 장내 우선 균종인 Bacteroides ovatus(B.ovatus) 및 Bacteroides thetaiotaomicron(B.thetaiotaomicron)은 SsEPS 첨가에 의해 증식하여 단쇄 지방산을 생산하는 것도 확인하였다.
다음으로, 비만 모델 마우스를 이용하여 SsEPS의 효과를 조사하면, SsEPS를 장기간 섭취한 마우스는 체중 증가의 억제가 인정되어, 체내에서는 B.ovatus 및 B.thetaiotaomicron이나 단쇄 지방산 농도의 증가, 혈당치 등의 대사 파라미터의 개선을 인정했다. 또한 SsEPS생산균과 자화균(B.ovatus 및 B.thetaiotaomicron)을 정착시킨 모델 마우스에 수크로스를 장기적으로 섭취시킨 경우에도 장내의 EPS 생산이 인정되어 체중 증가 억제, 단쇄 지방산 농도 증가, 혈당치 등 대사 파라미터의 개선을 인정했다.
이상의 결과로부터, EPS생생균은, 수크로스를 EPS로 변환함으로써, 숙주의 당 흡수를 억제하는 것에 더하여, EPS자화균이 합성된 EPS를 이용하여 단쇄 지방산을 생산하는 것으로, 장내 환경을 개선하고, 수크로스 유발성의 비만을 방지하는 메카니즘이 밝혀졌다.
이번 발견을 응용해 비만과 당뇨병 등 대사성질환의 새로운 예방·치료법 개발로 이어질 것으로 기대된다.
