외국 영화를 보면, 땅콩 알레르기가 있는 사람이 땅콩이 든 음식을 먹고 괴로워하는 장면이 종종 등장한다. 특정 음식에 대해 알레르기가 있는 사람에게 그 음식은 치명적이다. 흔히는 가벼운 콧물에서부터 심한 경우 호흡 곤란으로 과민성 쇼크를 겪을 수 있다. 우리 몸의 입장에서 음식물은 외부물질이기 때문에 이를 막아내기 위한 면역 시스템이 가동되는 것이다. 그런데, 왜 대부분의 사람들은 음식을 먹어도 아무렇지 않은 걸까?

IBS 면역 미생물 공생 연구단은 우리가 매일 외부물질인 음식물을 먹어도 안전하게 소화할 수 있는 이유에 대한 답을 내놓았다. 연구진은 음식물의 섭취가 소장의 면역 시스템에 작용하여 과민반응을 억제한다는 사실을 밝혀냈다. 주로 장내 미생물의 소장 내 역할을 규명했던 기존 연구와 달리, 이번 연구는 음식물이 면역 시스템에 미치는 영향을 밝혔다는 점에서 새로운 연구의 출발점이라 할 수 있다.

섭취한 음식물에 대해 과민반응이 일어나지 않는 현상을 ‘경구 면역 관용’이라 한다. 경구 면역 관용은 음식물을 섭취하거나 기도를 통해 특정 항원이 우리 몸에 유입되었을 때, 과도한 반응이 일어나지 않도록 면역이 억제되는 현상을 말한다. 이러한 작용 덕분에 대부분의 사람들은 음식을 안전하게 먹을 수 있는 것이다. 그러나 음식물이 장의 면역 시스템에 어떠한 영향을 미치는지 명확히 밝혀진 바는 없었다.

▲ 일반, 무균 및 무항원 생쥐의 소장 내 비교

연구진은 음식물에 들어있는 항원이 소장 점막의 면역 시스템의 면역 관용을 유도해 과도한 면역 반응이 일어나지 않도록 작용한다는 사실을 증명해냈다. 연구진은 일반 생쥐와 장내 공생 세균이 없는 무균 생쥐, 장내 공생 세균 및 음식에서 유래한 항원이 없는 무항원 생쥐를 만들어 면역 반응을 비교했다.

그간의 연구에서는 음식물에 들어있는 항원이 아닌, 특정 모델 항원을 실험동물에게 먹이는 방법으로 실험해왔다. 이 경우 사료에 들어있는 다양한 음식물로 인해 정확한 연구가 힘들다는 한계가 있었다. 본 연구에서는 음식물에 일상적으로 노출되어 온 장 환경과 음식에 노출된 적이 거의 없는 장 환경을 명확하게 비교하기 위해 무균/무항원 시설이 활용되었다.

실험 결과, 음식 유래 항원에 노출되지 않은 무항원 생쥐의 소장에서 면역 억제 세포인, 말초 조직 유래의 조절 T세포가 다른 생쥐에서보다 현저히 적게 관찰됐다. 조절 T세포는 소장에서 과도한 면역 반응이 진행되지 않도록 억제하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 또한, 알레르기를 일으킬 수 있는 특정 항원을 세 가지 종류의 쥐에게 모두 먹인 경우, 무항원 생쥐의 소장 점막에서 다른 생쥐들보다 더 높은 면역 반응이 나타났다. 결과적으로 음식물은 소장 점막에서 말초 조직 유래의 조절 T세포의 수를 늘려, 우리 몸이 별다른 증상을 보이지 않도록 돕는 역할을 한다고 추론할 수 있다.

▲ 음식물의 장내 면역반응 억제 원리 모식도

이번 연구 결과는 음식물에 들어있는 항원이 소장 내 면역 반응 억제에 중요한 역할을 수행한다는 사실을 밝혔다. 연구 결과가 다양한 음식을 처음 먹기 시작하는 유아기에 음식물 알레르기가 많이 발생하고, 성장기를 거치면서 알레르기의 발생 빈도가 낮아지는 현상과 밀접한 관련이 있다는 설명이다. 연구진은 “본 연구결과를 응용하면 음식물 알레르기를 비롯한 면역 과민 질환에 대한 치료법 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구는 특히 국내 최초로 구축한 세계적 수준의 무균/무항원 생쥐 실험시설을 활용하여 음식물에서 유래한 항원의 영향력을 밝혀낸 데 의의가 있다. 세계적 수준의 무균/무항원 시설로 사육이 어려운 무항원 생쥐를 확보함으로써, 연구진은 음식 유래 항원의 여부에 따른 면역 반응의 정확한 차이를 확인할 수 있었다.

이번 연구결과는 세계적 학술지인 사이언스(Science, IF=33.6) 온라인판 1월 29일자에 게재되었다.

대외협력실 김주연