유아의 장에서 채취한 박테리아의 전자 현미경 이미지. 크레딧: Liat Shenhav, NYU Langone Health
인간의 모유는 아기의 생후 1년 동안 아기의 마이크로바이옴 생태계를 조절합니다. 이것은 차례로 천식 발병의 아이의 위험을 낮춘다고 저널 Cell에 발표 된 새로운 연구가 보여줍니다.
NYU Langone Health와 University of Manitoba의 연구원들이 주도한 이 연구 결과는 3개월 이상의 모유 수유가 아기의 소화 기관과 호흡기의 상부 부분인 비강에서 마이크로바이옴의 점진적인 성숙을 지원한다는 것을 보여주었습니다. 반대로, 3개월 이전에 모유 수유를 중단하면 취학 전 천식의 위험이 높아지는 것과 관련이 있습니다.
모유 올리고당이라고 하는 복합당과 같은 모유의 일부 성분은 특정 미생물의 도움을 받아야만 분해될 수 있습니다. 이는 이러한 당을 소화할 수 있는 미생물에게 경쟁 우위를 제공합니다.
그와는 대조적으로, 3개월 전에 젖을 뗀 후 분유에만 전적으로 의존하는 유아는 다른 종류의 미생물—유아가 분유의 성분을 소화하는 데 도움이 되는 미생물—의 서식지가 됩니다. 분유를 먹고 자라는 이러한 미생물 중 다수는 결국 모든 아기에게 들어가지만, 연구진은 이들이 일찍 아기안에 자리잡는 것은 천식의 위험 증가와 관련이 있음을 보여주었습니다.
"심장 박동기가 심장의 리듬을 조절하는 것처럼, 모유 수유는 아기의 장과 비강에서 미생물 집락화의 속도와 순서를 설정하여 이 과정이 질서 정연하고 시기적절한 방식으로 발생하도록 합니다"라고 연구 공동 선임 연구원이자 컴퓨터 생물학자인 Liat Shenhov 박사는 말했습니다.
"건강한 마이크로바이옴 개발은 올바른 미생물을 보유하는 것만을 의미하지 않습니다. 그들은 또한 적시에 올바른 순서로 자리잡아야 합니다"라고 NYU Grossman School of Medicine, 시스템 유전학 연구소 및 이 학교의 미생물학과의 조교수인 Shenhav는 말했습니다.
이 연구를 위해 NYU의 Courant Institute of Mathematical Sciences의 조교수이기도 한 Shenhav는 매니토바 대학의 소아과 및 아동 건강 교수이자 매니토바 학제 간 수유 센터 소장인 연구 공동 선임 연구원 Meghan Azad, Ph.D.와 협력했습니다.
또 다른 주요 연구 결과는 루미노코커스 그나부스(Ruminococcus gnavus)라고 불리는 박테리아 종이 모유만 먹은 아이들의 장에서보다 모유를 일찍 젖을 뗀 아이들의 장에서 훨씬 더 빨리 나타났다는 것입니다. 이 박테리아는 단쇄 지방산이라는 분자의 생성과 아미노산 트립토판의 형성 및 분해에 관여하는 것으로 알려져 있습니다.
트립토판과 그 대사 산물은 모두 이전 연구에서 천식 위험 증가를 포함하여 면역 체계 조절 및 교란과 관련이 있었습니다. 연구 저자들은 유아의 마이크로바이옴이 소화를 돕는 것 외에도 면역 체계의 발달에 중요한 역할을 한다는 점에 주목했습니다.
이 연구는 생후 1년 동안 아기의 장과 코에 있는 미생물의 밀물과 썰물을 추적했으며, 모유 수유와 엄마의 모유 성분에 대한 세부 정보도 추적했습니다. 모든 아이들과 그들의 어머니들은 자궁에서부터 청소년기까지 다양한 삶의 단계에 있는 3,500명의 캐나다 아이들을 연구해 온 장기 연구 프로젝트인 CHILD Cohort Study에 참여하고 있었습니다.
CHILD Cohort Study에서 제공한 데이터를 통해 연구자들은 모유 수유가 아기의 마이크로바이옴에 미치는 영향을 태아 연기 노출, 항생제 및 산모의 천식 병력을 포함한 다양한 환경 요인과 분리할 수 있었습니다.
이러한 요인들을 고려했을 때조차도, 그들은 모유 수유 기간이 시간이 지남에 따라 아이의 미생물 구성에 대한 강력한 결정 요인으로 남아 있다는 것을 발견했습니다. 또한 이러한 미생물 역학과 우유 성분에 대한 데이터를 사용하여 천식을 몇 년 전에 정확하게 예측하는 기계 학습 모델을 훈련시켰습니다.
마지막으로, 그들은 인과 관계를 배우기 위한 통계적 모델을 만들었고, 그 결과 모유 수유가 천식 위험을 줄이는 주된 방법은 아기의 런강한 마이크로바이옴을 형성하는 것임을 보여주었습니다.
"우리가 개발한 알고리즘은 유아의 생후 1년 동안의 미생물 역학과 이러한 미생물이 유아와 어떻게 상호 작용하는지에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 이러한 통찰력을 통해 연관성을 식별하는 것을 넘어 예측을 하고 인과 관계를 탐색하는 능력을 향상시킬 수 있었습니다.“
"우리의 연구는 모유 수유가 유아 마이크로바이옴에 미치는 심오한 영향과 호흡기 건강을 지원하는 모유 수유의 필수적인 역할을 강조합니다. 이 연구에서 입증된 바와 같이 모유의 보호 효과 뒤에 숨겨진 메커니즘을 밝혀냄으로써 우리는 데이터 기반 방식으로 모유 수유 및 모유 이탈에 대한 국가 지침을 알리는 것을 목표로 합니다.”
이상의 기사는 2024년 9월 19일 MedicalXplore에 게재된 “Breastfeeding is crucial to shaping infant's microbes and promoting lung health, study shows”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Breastfeeding is crucial to shaping infant's microbes and promoting lung health, study shows (medicalxpress.com)
* 추가정보 출처 : Microbial colonization programs are structured by breastfeeding and guide healthy respiratory development: Cell
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