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당뇨병 환자의 장내미생물과 대사체 특성 연구

  • 이혜민 (Hye-Min Yi, 동신대학교 일반대학원)

초록/요약

당뇨병은 단순한 혈당 조절을 넘어 다양한 대사적 문제와 연관된 복합적인 만성 질환으로, 최근 장내미생물이 당뇨병의 발병과 진행에 미치는 영향이 주목받고 있 다. 본 연구는 당뇨병 환자와 정상인의 장내미생물 군집 및 소변 대사체 특성을 비 교 분석하여 당뇨병 병리학적 메커니즘을 이해하고 맞춤형 치료 전략 개발을 위한 기초 자료를 마련하고자 수행하였다. 19세 이상 65세 미만의 성인 남녀 100명(당뇨병 환자 50명, 정상인 50명)을 대상 으로 대변과 소변 샘플을 수집하였다. 대변 장내미생물은 16S rRNA 시퀀싱을, 소 변 대사체는 GC-MS를 통해 분석하였다. 그 결과, 당뇨병 환자군에서 유해균인 Escherichia-Shigella의 비율이 12.5%로 정 상 그룹(5.4%)보다 높았고, 유익균인 Lacticaseibacillus는 정상 그룹(7.8%) 대비 2.3%로 감소하였다. 알파 다양성 지표인 Chao1(180.4 vs. 202.8)과 Shannon 지수 (5.28 vs. 5.42) 모두 당뇨병 환자군에서 유의미하게 낮았다. 베타 다양성 분석에서 는 당뇨병 환자군의 군집 구조가 정상 그룹과 유의미하게 차이를 보였다. 소변 대 사체 분석 결과, 포도당(VIP Score: 1.505), 갈락토스(1.504), 이노시톨(1.452) 등이 당뇨병 환자군에서 증가했으며, 갈락토스 대사(Galactose metabolism) 및 글리옥실 산 대사(Glyoxylate metabolism) 경로와의 연관성이 확인되었다. 다중 바이오마커 접근법의 ROC 분석 결과, AUC는 0.82로 높은 진단 성능을 나타냈다. 본 연구는 당뇨병과 관련된 장내미생물 및 대사체의 특성을 밝힘으로써, 당뇨병 관리와 치료를 위한 새로운 접근법을 제시하였다. 한국인을 대상으로 한 이 연구는 맞춤형 치료법 개발을 위한 중요한 기초 자료의 토대가 될 것이다. 키워드 : 당뇨병, 장내미생물, 대사체 분석, 16S rRNA 시퀀싱, 맞춤형 치료

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목차

표 목차 ⅲ
그림 목차ⅳ
초록 ⅴ
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 연구방법3
1. 연구 설계 및 환자 모집 3
2. 샘플 수집 및 처리 4
3. 대변 분석4
1) DNA 추출과 시퀀싱 과정 4
2) 데이터 분석 과정 5
4. 소변 분석7
1) 샘플 준비 및 유도체화 7
2) GC-MS 분석 7
2) 데이터 처리8
5. 오믹스 데이터의 통계 분석 8
Ⅲ. 연구결과 10
1. 정상그룹과 당뇨그룹의 기본 정보 10
2. 대변의 장내미생물 분석 결과 11
1) 군집 분석 결과 11
2) LEfSe (Linear Discriminant Analysis Effect Size) 분석 20
3. 소변의 대사산물 분석 결과 23
4. 제2형 당뇨병 분류를 위한 다중 오믹스 마커의 ROC 분석 비교 37
Ⅳ. 고찰38
Ⅴ. 결론47
참고문헌 48
ABSTRACT 53
감사의 글55
부록 57

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