분변 미생물 대변 성분의 분리를 위한 밀도 구배의 적용 및 이의 잠재적인 용도

Scientific Reports 5권, 기사 번호: 16807(2015) 이 기사 인용

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장내 미생물군을 가상의 인간 장기로 생각하는 아이디어는 대변 미생물군 이식(FMT)이라는 개념으로 이어졌으며, 최근 재발성 클로스트리디움 디피실리 감염 사례 치료에 매우 성공적이었습니다. 안전하고 실행 가능하며 대표적인 대변 미생물군의 관리는 FMT에 매우 중요합니다. 우리가 아는 한, 대변 샘플에서 대변 미생물군을 분리하기 위한 적절한 기술과 체계적인 조건은 철저히 조사되지 않았습니다. 이 연구에서 우리는 Nycodenz® 밀도 구배를 사용한 절차를 사용하여 나머지 배설물에서 대변 미생물을 분리하여 배설물 2g당 1010개의 생존 박테리아를 생성할 수 있는 가능성을 보여줍니다. 이 절차는 계통발생적 메타게노믹 접근법으로 평가한 생존 가능성, 분포 및 비율 측면에서 원래 미생물군 구성에 영향을 미치지 않았습니다. 나머지 대변 성분에서 미생물을 농축 및 분리하여 분변 미생물군을 확보하면 회수 및 장기 보존이 표준화될 수 있습니다. FMT 또는 유사한 미생물군 복원 치료법은 여러 질환의 치료 또는 심미적 목적으로 사용될 수 있으므로 우리 연구에서 설명된 방법은 안전하고 표준화된 제품 개발을 위한 기반 설정에 기여할 수 있습니다.

인간의 위장관(GI)은 상주하는 미생물군과 영양소가 숙주 세포와 지속적으로 상호 작용하는 복잡한 생태계입니다1. 장내 미생물군은 수조 개의 박테리아로 구성되어 있으며, 그 수는 우리 몸의 진핵 세포보다 한 자릿수 더 많습니다2. 장내 미생물군을 가상 기관으로 간주하는 아이디어가 과학계에서 인기를 얻고 있습니다3. 우리 장내 미생물군이 제공하는 유전자는 '장내 미생물군집'으로 명명되지만 때로는 '인간 미생물군집'(이론적으로 우리 몸에 서식하는 모든 미생물의 유전자 보완체)이라는 용어가 동의어로 사용됩니다4. 인간 유전자 21,000개보다 특히 더 많은 10,000,000개에 달하는 고유한 유전자를 차지하는 우리의 장내 미생물군은 대사할 수 없는 영양소를 활용하는 능력을 포함하여 우리 유기체에는 없는 대사 특성을 보완합니다. 단쇄 지방산이나 비타민 및 기타 여러 물질7. 반대로, 인간 숙주는 미생물군에 영양분을 제공합니다. 즉, 우리의 GI는 각 개인이 자신의 유익한 미생물을 재배하는 일종의 미생물 정원입니다.

지난 몇 년 동안 처리량이 많은 시퀀싱 기술과 장내 미생물 군집 연구에 대한 적용이 크게 발전하면서 장내 미생물군이 면역 체계의 성공적인 성숙과 인간의 여러 측면에서 중요한 영향을 미친다는 증거가 늘어나고 있습니다. 여러 질병의 유발, 진행 및 확립을 포함할 수 있는 생리학. 장내 미생물군 프로필은 식단8,9, 연령10 또는 지리11에 의해 영향을 받을 뿐만 아니라 장내 미생물 구성의 변화는 비만12, 대사 증후군13, 류마티스 관절염14, 제1형 당뇨병15, 염증성 장과 같은 일부 장 및 자가면역 질환과 관련이 있습니다 질병16 및 전신홍반루푸스(SLE)17.

인간 미생물군이 우리 기관 중 하나라는 점에 동의한다면 대변 미생물군 이식(FMT)이라는 개념이 빠르게 떠오를 것입니다. 과학 문헌에서 FMT는 1950년대 후반에 처음 기술되었으며18 '관장, 대장내시경 또는 기타 수단을 통해 건강한 개인의 처리된 대변을 아픈 사람의 장으로 전달하는 것'으로 정의할 수 있습니다. 특히, FMT는 항생제 치료에 반응하지 않는 환자의 장에서 재발성 Clostridium difficile 감염을 대체하고 균형 잡힌 장내 미생물군을 재구성하는 데 인상적인 효능(일부 경우 90% 이상 성공)을 보였습니다. 아주 최근에는 FMT가 항생제로 인한 대장염 치료에 성공적으로 적용되었습니다. 특정 집단에서 규제되지 않은 FMT가 일반화되면서 미국 식품의약국(FDA)은 대변을 생물학적 약물로 엄격하게 규제하게 되었습니다22.