㈜에이피테크놀로지 - 마이크로바이옴과 모유올리고당
Date 2018-10-08 10:20:32 페이스북으로 보내기 트위터로 보내기 hit 438
㈜에이피테크놀로지

Advanced Protein Technologies

•기업명 : ㈜에이피테크놀로지 (Advanced Protein Technologies corp.,)
•대표이사 : 신철수
•설립일 : 2001. 11. 12.
•홈페이지 : www.aptech.biz
•대표메일 : aptech@aptech.biz
•주소 : 본사 - 경기도 수원시 영통구 광교로 147 경기바이오센터 7층
          생물공정연구소 - 경기도 화성시 정남면 모산길 5
          모유당 생산공장 - 경기도 화성시 서근리 103-7 (2018년 하반기 완공예정)
•연락처 : 본 사 031-888-6245 (F. 031-888-6247)
             연구소 031-366-4916 (F. 031-366-6207)
•사업분야 : 모유 특수당, 생물의약 공정용 재조합단백질, 의약용 재조합단백질 생산공정 개발 등
•인력현황 : 30명

 

사업영역

 제품/서비스

 내 용

 모유 특수올리고당

 2‘-푸코실락토오스, 3-푸코실락토오스, 기타 모유당(HMOs, Human Milk oligosaccharides)
식품소재 및 식품 첨가물(분유첨가용 식품소재/신바이오틱스 등)

 의약용 재조합단백질 생산공정 개발 (계약연구)

 생물의약(공정)용 소재 재조합 단백질 생산공정 개발

 생물의약 공정용 소재 단백질

 ProteinA, ProteinG, ProteinL, CollagenageG.H, Growth Factors 등

 기타

 연구용, 비임상 시료 주문생산

 

인간의 장내 미생물(human gut microbiome)이 인간의 건강과 질병에 밀접한 연관이 있다는 것이 최근 많은 연구결과에 의해 밝혀짐으로 인해 마크로바이옴(Microbiome)에 대한 높은 관심이 학계뿐만 아니라 일반인들에게까지 이어지고 있다. 인간 마이크로바이옴(Human Microbiome)은 원래 인간의 체 내외에 서식하는 미생물 균총과 유전자 정보 전체를 의미하는 것으로 장내 유익균(Probiotics)과 이들의 선택적 먹이가 되는 프리바이오틱스(Prebiotics) 그리고 이들의 혼합물인 신바이오틱스(Synbiotics)로의 그 응용범위가 넓어지고 있다.
그 대표적인 예 중 하나로 분변이식(FMT, Feacal Microbiota Transplatation) 을 들 수 있는데 이는 건강한 사람의 대변 속에 있는 유용 미생물 균총을 환자의 장에 직접 주입함으로써 장염을 치료하는 획기적인 방법이라고 할 수 있다. 실제로 미국, 유럽 등 선진국을 중심으로 중증의 염증성 장질환이나 항생제 치료 후 항생제 내성 클로스트리디움 디피실리(Clostridium difficile) 가 우점을 차지하면서 생기는 장질환의 해결책으로 90%에 가까운 놀라운 치료효과를 보이는 것으로 보고되고 있다. 휴미라, 레미케이드, 베둘리주맙 등 고가의 첨단 치료제의 치료율이 50% 이하인 점에 비하면 놀라운 효과라고 할 수 있겠다. 사용효과가 검증되고 빈도가 높아지면서 미국 FDA는 건강한 분변(장내 미생물 균총)에 대한 표준화에 나서고 있고, 국내에서도 서울대 분당병원 등 각 기관에서 “분변뱅크”를 설립하고 있다.
이러한 미생물균총에 의한 건강회복 효과는 장내 마이크로바이옴이 단순히 사람 몸에 기생하는 것이 아니라 인체와 상호작용하며 다양한 기능을 수행하기 때문에 나타나는 것이라 할 수 있다.
소화기관을 비롯한 인체의 각 기관에는 사람 세포수에 비하여 10배 이상이나 많은 미생물이 서식하고 있다. 이들은 사람의 식습관을 비롯한 환경요인에 반응하여 단쇄지방산(SFA, Short chain Fatty Acids)을 생산하면서, 사람의 면역체계에서 중요한 역할을 수행하고, 비타민이나 세로토닌 등 활성물질의 분비에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그렇기 때문에 사람과 그가 가진 미생물은 유기적 생명계를 형성하는 공존체이고 건강한 마이크로바이옴이 숙주의 건강과 직접적으로 연결되어 있다고 할 수 있다.

특히, 사람의 장내에 공존하는 마이크로바이옴은 연령에 따라 변화하게 되는데, 수유기의 아기는 비피도박테리움 계열의 미생물이 우점하면서 면역체계가 형성된다고 알려져 있고, 성인기에는 박테로이데스 > 비피도박테리움 > 콜리폼박테리아 > 락토바실러스 > 웰치스바실러스의 순서로 균형을 이루다가, 노년기에 비피도박테리움 계열이 줄어들고 다른 미생물들이 중가하면서, 소화력/면역력 감소, 기억력 저하 등 일반적 노화현상을 보인다(Clinical Immunology Volume 159, Issue 2, August 2015, 163-169). 물론 항생체 치료 등으로 이러한 균총이 무너지면 회복되는 데 상당한 시간이 소요되고 회복이 어려운 경우 별도의 치료가 요구되는 상태가 되는 것으로 보고되고 있다.

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그림 1. 사람의 연령별 장내균총의 변화

 

앞서 서술한 치료적인 혹은 의학적인 개념에서의 마이크로바이옴이 아닌 영양학적인 측면에는 많은 학계와 관련 산업계에서는 모유에 주목하고 있다.
모유는 아기의 성장에 최적화된 영양 성분으로서, 각종 유해균과 바이러스에 대한 감염 예방, 면역 이상반응의 감소 및 지능향상 등의 장점은 다양한 연구 그룹들 [World Health Organization (WHO), American Academy of Pediatrics (AAP), The Centers for Disease Control and Prevention (CDC)]에 의해 밝혀진 바 있다. 이에 따라 WHO 등 국제기구는 최소 6개월, 가능하면 2년 이상 모유 수유를 권고하고 있다. 모유수유의 장점은 장내마이크로바이옴으로도 해석이 되는데, 2012년 아기의 장내균총 중 비피도박테리움 비율이 모유수유의 경우, 분유섭취에 비하여 현격한 차이를 보임을 Yatsunenko 등이 2012년 “네이처”지를 통하여 보고하였다.

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그림 2. 모유수유와 분유섭취 아기의 장내마이크로바이옴 비교


모유와 분유는 각각 사람과 소의 젖에 해당되는데 비피도박테리움을 비롯한 유용미생물 이용도에서는 많은 차이를 보임을 알 수 있다. 이는 구성성분의 차이에서 비롯되는데, 모유의 경우 우유에 비하여 당성분이 많고 특히 올리고당은 모유에 8~10g/L 고농도로 존재한 우유에는 0.05g/L 이하 미량으로 존재한다(Smilowitz JT et al., (2013) The Journal of nutrition 143(11):1709-1718). 이 모유올리고당은 아기의 체내에서 유용미생물인 비피도박테리움 계열 등 4~5종의 미생물만 특이적으로 먹이로 이용하고, 유해세균이나 바이러스의 체내 침투를 억제하는 기능을 가지며, 염증관련반응을 억제하거나 뇌의 신경세포 발달에 기여하여, 아기의 생존을 높이는 방향으로 진화된 것으로 보인다(Bode L (2012) Glycobiology 22(9):1147-1162).

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그림 3. HMOs의 주요기능

이러한 모유올리고당(HMO s, human milk oligosaccharides)은 락토스(lactose)를 기반으로 퓨코스(fucose), 시알릭엑시드(sialic acid)가 결합하거나, 중합도에 따라 200여종 이상이 알려져 있다. 그중 가장 분포가 높은 성분은 2’-FL (2’-fucosyllacose)로서 모유 중 2.7g/L의 높은 농도로 존재한다.

모유올리고당을 식품으로 이용하기 위한 생산기술 연구는 대표성분인 2’-FL에 집중되었는데 2000년 이후 서울대 서진호 교수 연구팀 등 몇몇 연구그룹에서 미생물을 이용한 생산기술이 개발되면서 대량생산의 가능성이 열렸다. 이 기술을 이용하여 독일의 Jennewein사가 2015년 11월 미국에서 분유첨가용 소재로 GRAS (Generally recognized as safe) 인증을 받으며 상업화가 시작되었고, 이후 Glycom, DOMO, Dupont 이 차례로 GRAS 인증을 획득하면서 시장 참여자가 급격하게 확대되고 있다. 또한 Merk, BASF 등 굴지의 글로벌 기업이 시장 진출을 선언하는 등 글로벌 시장의 관심이 최고조에 달한 신소재라고 할 수 있다. 당사도 2019~2020년 한국을 포함한 글로벌 시장에 2’-FL을 출시하기 위하여 노력하고 있다.
2’-FL을 이용한 제품 개발은 분유업체에서 먼저 시도되고 있는데, 모유에 가까워 지기 위한 노력으로 2’-FL이 첨가된 분유제품이 Abbott과 Nestle사에 의해서 2016년 이후 미국, 유럽, 남미, 중동시장에 차례로 출시되며, 시장을 선도하고 있는 상황이다. 관련업계는 멀지 않은 시간에 모든 분유에 첨가될 것으로 예측하고 있다.
분유업계 못지않게 유산균 산업의 관심도 높아지고 있는 상황인데, 여러가지 고유의 기능과 함께 장내 마이크로바이옴에서 결정적 역할을 하는 것으로 여겨지는 비피도박테리움을 선택적으로 증식시켜 건강한 마이크로바이옴 형성에 기여할 것으로 기대되고 있기 때문이다.
마이크로바이옴은 개인간 차이가 많아 표준화에 어려운 부분이 있지만, 학계와 산업계의 높은 관심속에 연관성의 구체화가 진행 중이며, 건강한 마이크로바이옴 형성을 위한 다양한 모유올리고당을 비롯한 신소재 개발이 이어지면, 건강한 미래 사회를 앞당기는 핵심 키워드로 자리매김하게 될 것으로 기대한다.