한국 순혈 및 혼혈 어린이의 장내미생물 특성과 건강지표의 상관성 비교 연구 = A Comparative Study on the Correlation between Intestinal Microbial Characteristics and Health Indicators in Korean Pure-Blooded and Mixed-Blood Children

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, 138 pure-blooded and non-pure-blooded elementary school students in Korea were studied, and the purpose of this study was to analyze the correlation with health-related indicators such as the number of beneficial bacteria, harmful bacteria, health index, and possible disease types through fecal analysis of these elementary school students. The following main conclusions were drawn.
First, as a result of analyzing the intestinal microbial balance index of pure-blooded elementary school students in Korea, 32.1% had a high rate of beneficial bacteria, 35.9% had a high rate of harmful bacteria, and 32.1% had the same ratio of beneficial bacteria and harmful bacteria. In addition, in the case of intestinal type, the Ruminococcaceae type accounted for the highest proportion with 59.0%, and the average number of probiotics held in the intestine was 2.85. According to an analysis of the intestinal microbial balance index of non-pure blood elementary school students in Korea, 23.3% of them had a high ratio of beneficial bacteria, 43.3% had a high ratio of harmful bacteria, and 33.3% had the same ratio of beneficial and harmful bacteria. In the case of microbial types in the intestines of non-pure-blooded elementary school students, the Ruminococcaceae type accounted for 41.7%, the highest proportion like pure-blooded elementary school students, and the number of probiotics possessed in the intestine was 2.55.
Second, both pure-blooded and non-pure-blooded elementary school students were found to have a significant positive correlation with the health index, and in particular, the number of intestinal probiotics was found to have a negative correlation with obesity.
Third, as a result of analyzing differences in genetic intestinal characteristics and health indicators according to gender of pure-blooded elementary school students, the number of probiotics held by female students (M=3.39) was higher than that of male students (M=2.33). On the other hand, the type 2 diabetes prediction index was higher in female students (M=47.87) than male students (M=27.53), and in cardiovascular disease prediction, male students (M=57.35) were higher than female students (M=23.26). On the other hand, as a result of analyzing the differences in intestinal characteristics and health indicators of elementary school students, the number of beneficial bacteria was found to be higher in the number of beneficial bacteria in the Bacteroides type and the Prevotella type than in the Luminochacier type. On the other hand, the number of harmful bacteria was found to be higher in the number of harmful bacteria than in the Bacteroides type/prevotella type in the Luminochacier type. On the other hand, as a result of analyzing differences in genetic intestinal characteristics and health indicators according to gender of non-pure blood elementary school students, the number of probiotics held was higher in female students (M=2.60) than male students (M=2.51). On the other hand, female students (M=46.08) were higher than male students (M=25.03), and male students (M=58.57) were higher than female students (M=24.76) in cardiovascular disease prediction indicators. On the other hand, as a result of analyzing the differences in intestinal characteristics and health indicators of these non-pure blood elementary school students, the number of beneficial bacteria was found to be higher in the Bacteroides type and the Prevotella type than in the Luminochacier type. On the other hand, the number of harmful bacteria was found to be higher in the number of harmful bacteria than in the Bacteroides type/prevotella type in the Luminochacier type. From these results, it can be seen that both pure-blooded and non- pure-blooded elementary school students in Korea show the same trend.
Fourth, as a result of analyzing the differences in intestinal characteristics and health indicators between pure-blooded and non-blooded elementary school students, there was no statistically significant difference between non-blooded elementary school students and pure-blooded elementary school students in the number of beneficial bacteria, harmful bacteria, diseases requiring microbial management, obesity indicators, type 2 diabetes indicators, and cardiovascular disease indicators.There was 001), and non-pure blood (M=58.53) elementary school students were higher than pure blood elementary school students (M=44.09).
This study has academic significance and clinical significance in that it presents the possibility of evaluating the risk of obesity, type 2 diabetes and cardiovascular disease according to the number of beneficial/hazardous bacteria in the intestine and the number of probiotics in the intestine by revealing the correlation between intestinal microbial characteristics and genetic health indicators through feces analysis with NGS in pure and non-pure blood elementary school students in Korea. Given that diet is the most influential factor on intestinal microorganisms, we would like to suggest home and school education on the importance of microbial balance in the intestine by maintaining microbial diversity through diets such as consumption of various types of fruits, vegetables, nuts, and dietary fibers.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 국내 순혈 및 비순혈 초등학생 남녀 어린이 138명을 연구대상으로 하였으며, 이들 연구대상 초등학생들의 분변 분석을 통해 이들의 유익균 수, 유해균 수, 건강지수 및 가능 질병 유형 등 건강 관련 지표와의 상관성을 임상 데이터를 통해 분석하는 것을 목적으로 하였다. 다음과 같은 주요 결론을 도출하였다.
첫째, 국내 순혈 초등학생들의 장내 미생물 균형지수를 분석한 결과, 유익균 비율이 높은 비율이 32.1%, 유해균 비율이 높은 비율이 35.9%, 유익균과 유해균 비율이 같은 비율이 32.1%로 나타났다. 또한, 장 유형의 경우 루미노코카시에(Ruminococcaceae) 유형이 59.0%로서 가장 높은 비중을 차지하였고 장내 보유 프로바이오틱스 수는 평균 2.85개로 나타났다. 국내 비순혈 초등학생들의 장내 미생물 균형지수를 분석한 결과, 유익균 비율이 높은 비율이 23.3%, 유해균 비율이 높은 비율이 43.3%, 유익균과 유해균 비율이 같은 비율이 33.3%로 나타났다. 비순혈 남녀 초등학생들의 장(腸)내 미생물 유형의 경우 루미노코카시에(Ruminococcaceae) 유형은 41.7%로서 순혈 초등학생과 마찬가지로 가장 높은 비중을 차지하였고, 장내 보유 프로바이오틱스 수는 2.55로 나타났다.
둘째, 순혈 초등학생과 비순혈 초등학생 모두 장내 유익균 수와 장내 보유 프로바이오틱스 수는 건강지수와 유의미한 정(+)의 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히 장내 보유 프로바이오틱스 수는 비만과 부(-)의 상관관계가 있는 것으로 나타났다.
셋째, 순혈 초등학생의 성별에 따른 유전적 장내 특성 및 건강지표의 차이를 분석한 결과, 보유한 프로바이오틱스 수는 여학생(M=3.39)이 남학생(M=2.33)보다 더 많은 것으로 나타났다. 한편, 제2형당뇨예측지표는 여학생(M=47.87)이 남학생(M=27.53)보다 더 높았으며, 심혈관질환예측의 경우 남학생(M=57.35)이 여학생(M=23.26)보다 더 높은 것으로 나타났다. 한편, 초등학생들의 장 유형에 따른 장내 특성 및 건강지표의 차이를 분석한 결과, 유익균의 수는 박테로이데스 유형과 프리보텔라 유형이 루미노코카시에 유형보다 유익균의 수가 더 많은 것으로 나타났다. 이에 반해 유해균의 수는 루미노코카시에 유형이 박테로이데스 유형/프리보텔라 유형보다 유해균의 수가 더 많은 것으로 나타났다. 한편, 비순혈 초등학생의 성별에 따른 유전적 장내 특성 및 건강지표의 차이를 분석한 결과, 보유한 프로바이오틱스 수는 여학생(M=2.60)이 남학생(M=2.51)보다 더 많은 것으로 나타났다. 한편, 제2형당뇨 예측지표는 여학생(M=46.08)이 남학생(M=25.03)보다 더 높았으며, 심혈관질환 예측지표의 경우 남학생(M=58.57)이 여학생(M=24.76)보다 더 높은 것으로 나타났다. 한편, 이들 비순혈 초등학생들의 장 유형에 따른 장내 특성 및 건강지표의 차이를 분석한 결과, 유익균의 수는 박테로이데스 유형과 프리보텔라 유형이 루미노코카시에 유형보다 유익균의 수가 더 많은 것으로 나타났다. 이에 반해 유해균의 수는 루미노코카시에 유형이 박테로이데스 유형/프리보텔라 유형보다 유해균의 수가 더 많은 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 국내 순혈 및 비순혈 초등핵생 모두 동일한 경향을 보이고 있음을 알 수 있다.
넷째, 순혈 초등학생과 비순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표의 차이를 분석한 결과, 유익균 수, 유해균 수, 미생물 관리가 필요한 질병 수, 보유한 프로바이오틱스 수, 비만 지표, 제2형당뇨 지표, 심혈관질환 지표의 경우 비순혈 초등학생들과 순혈 초등학생들 간에 통계적으로 유의한 차이는 없는 것으로 나타났으며, 건강지수에서만 통계적으로 유의한 차이(p<.001)가 있었으며, 비순혈(M=58.53) 초등학생들이 순혈 초등학생들(M=44.09)보다 더 높은 것으로 나타났다.
본 연구는 국내 순혈 및 비순혈 초등학생 남녀 어린이들을 대상으로 NGS로 분변 분석을 통해 장내 미생물 특성과 유전적 건강지표와의 상관성을 유전자분석 임상 데이터를 통해 밝힘으로써 장내 유익균/유해균의 수와 장내 보유 프로바이오틱스 수에 따른 비만 및 제2형당뇨와 심혈관질환 위험성을 평가할 수 있는 가능성을 제시하였다는 점에서 학술적 의의와 함께 임상적 의의를 찾을 수 있다. 장내 미생물에 가장 큰 영향을 미치는 요인이 식이요법임을 감안할 때, 초등학생들로 하여금 다양한 종류의 과일, 채소, 견과류, 식이 섬유 등의 섭취와 같은 식이요법을 통해 미생물 다양성을 유지하고, 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 함유한 음식물을 선택하여 장 내 미생물 균형의 중요성에 대한 가정 및 학교 내 교육을 제언하고자 한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구배경 및 필요성 1
• 2. 연구목적 4
• 3. 연구범위 5
• 4. 연구의 구성 7
• 5. 선행논문 분석 8
• 6. 용어정리 21
• Ⅱ. 이론적 고찰 30
• 1. 다문화 가족 개념과 현황 30
• 2. 장내 미생물(Microbiota)과 마이크로바이옴(Microbiome) 34
• 3. 장내 미생물과 건강간의 관계 40
• 4. 장내 미생물 구성에 영향을 주는 인자 52
• 5. 장내 미생물과 인체질병 58
• 6. 유전적 다양성과 거주지역, 그리고 성(性)의 차이 81
• III. 연구방법 88
• 1. 연구대상 88
• 2. 연구모형 및 가설 89
• 3. 자료수집 및 통계분석 90
• 4. 임상실험방법 91
• Ⅳ. 연구결과 100
• 1. 순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표 분석 100
• 2. 비순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표 분석 108
• 3. 순혈 초등학생과 비순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표의 차이 분석 116
• Ⅴ. 논의 및 결론 118
• 1. 논의 118
• 2. 결론 121
• 참고문헌 124
• 부 록 137