Biostory

장내 세균이 만든 당: D-락테이트, 고혈당과 지방간의 숨은 원인

bioinfohub 2025. 8. 3. 01:59
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🔬 기존 대사 개념을 바꾸는 발견

근육에서 만들어진 L-락테이트가 간으로 전달되어 포도당으로 바뀌는 코리 회로(Cori cycle)는 100년 전부터 알려진 기본적인 대사 경로입니다. 이번 연구에서는 장내 세균이 생성한 D-락테이트가 이 회로에 새로운 '가지(branch)'를 형성하여, 간에서 포도당과 지방 합성을 자극함을 확인하였습니다.

📌 코리 부부가 1929년에 사용한 물질도 사실 D-락테이트였으며, 이는 간에서 빠르게 글리코겐으로 전환된다고 보고됨.


🧪 비만 상태에서 증가하는 D-락테이트

연구팀은 다음과 같은 사실을 밝혔습니다.

  • 비만 마우스(ob/ob)와 비만한 사람에게서 혈중 D-락테이트 농도 증가
  • L-락테이트는 변화 없음
  • 항생제를 통해 장내 세균을 제거하면, 혈중 D-락테이트와 혈당이 동시에 감소

비만 마우스와 사람에서 D-락테이트 농도 상승

 


🧬 D-락테이트는 혈당과 간지방을 증가시킨다

  • 동일한 농도의 L-락테이트보다 D-락테이트가 더 강하게 혈당과 간 내 글리코겐, 중성지방을 증가시킴
  • 특히 비만 상태에서 그 효과가 강하게 나타남

L-락테이트와 D-락테이트의 대사 효과 비교

 


🧫 장내 박테리아가 혈당을 높이는 주범

  • Germ-free 마우스에 D-락테이트 고생성균주(L. intestinalis ASF360) 또는 저생성균주(L. reuteri I49)를 식민화
  • 고생성균주에 의해 혈중 D-락테이트 및 공복/식후 혈당 증가
  • 대사량은 같더라도 어떤 락테이트(L vs D)를 만들었는지가 중요

장내 미생물의 D-락테이트 생성이 혈당에 미치는 영향

 


💊 해결책: 장내 D-락테이트를 ‘가두는’ 고분자 PL65

연구팀은 생체적합 고분자인 poly-L-lactide(PL65)를 활용해, 장내에서 D-락테이트를 포획하여 배설시키는 전략을 고안했습니다.

  • PL65 섭취 시 → 혈중 D-락테이트, 혈당, 인슐린 저항성(HOMA-IR) 감소
  • 간 내 지방 및 염증 마커 감소
  • PL65의 효과는 용량 및 길이에 따라 다르게 나타남

PL65를 통한 장내 D-락테이트 포획 효과

 


🧠 간 염증 및 섬유화 억제까지

PL65는 단순히 대사를 조절하는 수준을 넘어서 간의 염증 및 섬유화 지표(MPO, EPO, α-SMA 등)를 완화하는 효과도 보였습니다.

  • 간의 모든 엽에서 염증 감소 일관성 있게 관찰됨
  • MASH 모델(대사기능장애 관련 지방간염)에서도 간 손상 지표 개선

PL65의 염증 완화 및 항섬유화 효과

 


🚧 남은 과제

  • 대부분의 실험은 수컷 생쥐와 마우스 간세포 기반이며, 사람 대상 연구는 제한적
  • D-락테이트는 L-락테이트보다 수치상 농도는 낮지만, 대사적 영향은 강함
  • 성별 차이, 인간 대상 미생물 대사 기전, 조직 간 신호 전달 경로 등에 대한 후속 연구가 필요함

✅ 한줄평

장내 세균이 만드는 D-락테이트는 혈당과 지방간의 새로운 촉매이며, 이를 장에서 포획해 배출하는 전략이 대사질환 치료의 새로운 돌파구가 될 수 있습니다.

 

참고문헌 : DOI: 10.1016/j.cmet.2025.07.001

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