방광 미생물 상호작용이 재발성 감염 키운다
핵심 요약
가드너렐라 피오티가 분비한 숙신산이 방광 세포의 GPR91을 자극해 대장균의 정착을 촉진하는 기전이 확인됐다. GPR91을 제거하면 감염 촉진 현상이 사라졌고 유익균이나 젖산을 투여하면 대장균 감염이 크게 줄었다. 이번 연구는 요로 미생물 생태계 조절과 신호 경로 차단을 활용한 새로운 방광염 예방·치료 가능성을 제시했다.
고려대와 순천향대학교병원 공동 연구팀이 재발성 방광염 환자 131명의 소변을 분석해 대장균 감염을 촉진하는 미생물 간 상호작용을 규명했다. 환자 소변에서 대장균과 함께 자주 관찰된 가드너렐라 피오티가 방광 환경을 바꾸면서 감염 재발에 관여하는 구조가 확인됐다.
가드너렐라 피오티가 분비하는 대사물질 숙신산은 방광 세포의 수용체 GPR91을 자극해 표면 단백질인 유로플라킨의 생성을 크게 늘렸다. 방광을 보호하는 유로플라킨은 동시에 대장균이 갈고리 모양의 섬모 구조로 달라붙는 결합 지점이 된다. 숙신산의 작용으로 이 단백질이 증가하면서 대장균이 방광 표면에 정착하기 쉬운 환경이 만들어진 것이다.
연구팀은 유전자 조작으로 GPR91을 제거한 세포에서 감염 촉진 현상이 완전히 사라지는 사실을 확인했다. 반대로 건강한 여성의 소변에 존재하는 유익균 락토바실러스 크리스파투스나 이 균이 만드는 젖산을 투여했을 때는 대장균 감염이 크게 감소했다. 방광염이 한 종류의 병원균만이 아니라 방광 내부의 미생물 균형과 신호 전달 과정에 영향을 받을 수 있음을 보여주는 결과다.
이번 성과는 항생제 중심의 치료를 넘어 요로 마이크로바이옴을 조절하거나 숙신산과 GPR91로 이어지는 신호 전달 경로를 차단하는 예방·치료 전략의 근거가 될 수 있다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 수행됐으며, 고려대 박사과정 이호영·김민중 씨가 공동 제1저자, 최해웅 고려대 교수와 김영호 순천향대병원 교수가 교신저자로 참여했다. 논문은 미생물학 국제 학술지 ‘마이크로바이옴’ 5일 자에 게재됐다.