엄마의 미생물이 태아 뇌 발달에 영향 준다

우리 몸에는 수많은 미생물이 살고 있으며, 이들은 다양한 생물학적 과정을 돕는 중요한 역할을 한다. 최근 발표된 연구에 따르면, 이런 미생물은 태어나기 전부터 뇌 발달에도 영향을 미친다는 사실이 확인됐다. 사이언스다이렉트·사이언스얼럿 등 외신에 따르면, 미국 조지아주립대 연구팀은 미생물이 전혀 없는 환경에서 태어난 '무균(newborn germ-free)' 생쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 일부 생쥐는 곧바로 정상적인 장내 미생물을 가진 어미에게 맡겨져 빠르게 미생물이 전달되도록 했다. 이를 통해 연구팀은 미생물이 뇌 발달에 영향을 미치는 시점을 보다 정밀하게 파악할 수 있었다. 연구진이 주목한 부위는 시상하부의 '시상하부실질핵(PVN)'으로, 스트레스 반응과 사회적 행동을 조절하는 중요한 뇌 영역이다. 이전 연구에서도 성체 쥐의 PVN은 미생물 활동에 영향을 받는 것으로 알려져 있었다. 행동신경과학자인 알렉산드라 카스티요 루이즈는 “출산 과정에서 아기는 산도를 지나며 미생물에 처음 노출된다”며 “이 시기는 뇌 발달에도 중요한 변화가 일어나는 시기여서, 미생물의 유입이 뇌에 어떤 영향을 주는지 더 깊이 연구하고 싶었다”고 설명했다. 연구 결과, 무균 상태에서 태어난 생쥐는 PVN 내 신경세포 수가 뚜렷하게 적었다. 출생 후 미생물이 투입되더라도 이미 줄어든 신경세포는 회복되지 않았다. 이는 뇌 발달에 중요한 변화가 자궁 안에서 이미 일어나고 있음을 보여준다. 또 성체가 된 무균 생쥐 역시 PVN에서 신경세포가 부족한 상태였다. 이는 엄마의 장내 미생물이 자궁 속에서부터 새끼의 뇌 구조를 형성하는 데 관여한다는 점을 시사한다. 연구팀은 “미생물을 배척할 대상이 아니라 초기 발달을 함께 만들어가는 파트너로 인식해야 한다”며 “뇌는 태어나기 전부터 미생물의 도움을 받아 형성된다”고 강조했다. 이번 결과는 아직 쥐 실험에 한정된 것이지만, 인간과 쥐의 생물학적 유사성을 고려할 때 사람 역시 태어나기 전 어머니의 미생물에 의해 뇌 발달이 영향을 받을 가능성이 있다는 설명이다. 이 연구는 출산 과정에서의 제왕절개 수술이나 항생제 사용이 미생물 활동을 방해할 수 있으며, 이로 인해 신생아의 스트레스 반응이나 사회적 행동 발달에 영향을 줄 수 있다는 점에서 중요한 의미를 갖는다. 연구진은 “우리 연구는 미생물이 사회적 행동과 생리 기능을 담당하는 핵심 뇌 영역을 형성하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 보여준다”며 “특히 이런 효과는 임신 중 모체의 미생물 신호를 통해 자궁 안에서부터 시작된다”고 밝혔다. 이번 연구는 학술지 호르몬스 앤 비해이버(Hormones and behavior)에 게재됐다.