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표제지 2

목차 5

국문요약 10

ABSTRACT 12

Ⅰ. 서론 15

1. 연구배경 및 필요성 15

2. 연구목적 18

3. 연구범위 19

1) 순혈, 비순혈 어린이의 장(腸)유형 비교분석 19

2) 순혈, 비순혈어린이의 장내 보유 프로이오틱스(probiotics) 분석 20

3) 순혈, 비순혈 어린이의 장내 유익균 유해균 서식 비율 분석 20

4) 순혈, 비순혈 어린이의 장내 미생물 군 구성과 질병 상관관계 분석 21

5) 순혈, 비순혈 어린이의 장(腸) 건강비교 분석 21

4. 연구의 구성 21

5. 선행논문 분석 22

6. 용어정리 35

Ⅱ. 이론적 고찰 44

1. 다문화 가족 개념과 현황 44

2. 장내 미생물(Microbiota)과 마이크로바이옴(Microbiome) 48

3. 장내 미생물과 건강간의 관계 54

1) 장관(腸管) 환경과 장내 미생물 54

2) 장내 미생물 종류 56

3) 정상적인 장내 미생물의 조성 60

4) 인체의 건강과 장내 미생물 간의 밀접한 상관관계 63

5) 환경적 요인에서 오는 장내미생물 군집의 변화 65

4. 장내 미생물 구성에 영향을 주는 인자 66

1) 식단과 영양 66

2) 항미생물제 68

3) 점액질과 유착 69

4) 면역 제어 70

5. 장내 미생물과 인체질병 72

1) 비만 78

2) 장 질환 81

3) 우울증, 불안 장애, 자폐증 89

4) 영아의 장내 미생물 정착 93

6. 유전적 다양성과 거주지역, 그리고 성(性)의 차이 95

Ⅲ. 연구방법 102

1. 연구대상 102

2. 연구모형 및 가설 103

3. 자료수집 및 통계분석 104

1) 자료수집 104

2) 통계분석 104

4. 임상실험방법 105

1) 실험절차 및 방법 107

2) 샘플제작 (DNA 추출) 108

3) Library 제작 110

4) DNA 시퀸싱 110

5) 데이터 통계분석 (Data Analysis workflow) 111

Ⅳ. 연구결과 114

1. 순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표 분석 114

1) 순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표 114

2) 장내특성 및 건강지표와의 상관관계 115

3) 장내특성 및 건강지표와의 차이분석 119

2. 비순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표 분석 122

1) 비순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표 122

2) 장내특성 및 건강지표와의 상관관계 123

3) 장내특성 및 건강지표와의 차이분석 126

3. 순혈 초등학생과 비순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표의 차이 분석 130

Ⅴ. 논의 및 결론 132

1. 논의 132

2. 결론 135

참고문헌 138

부록 151

표목차 9

〈표 Ⅰ-1〉 초기 생애의 장내 미생물총 발달에 관한 연구 24

〈표 Ⅰ-2〉 영양개입의 영향에 관한 연구 26

〈표 Ⅰ-3〉 장내 미생물총과 건강 및 질병 간의 관계 연구 31

〈표 Ⅰ-4〉 운동능력과 장내미생물 상관 연구 34

〈표 Ⅱ-1〉 장내 유익균 종류와 특징 61

〈표 Ⅱ-2〉 장내 유해균 종류 및 특징 63

〈표 Ⅲ-1〉 연구대상자 현황 102

〈표 Ⅳ-1〉 연구대상 순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표(N＝78) 114

〈표 Ⅳ-2〉 연구대상 순혈 초등학생들의 장내 미생물 특성과 건강 관련 지표간의... 116

〈표 Ⅳ-3〉 연구대상 순혈 초등학생들이 장내 미생물 특성과 건강 관련 지표의... 117

〈표 Ⅳ-4〉 연구대상 순혈 초등학생들의 장내 미생물 특성과 건강 관련 지표의... 118

〈표 Ⅳ-5〉 연구대상 순혈 초등학생들의 성별에 따른 장내 미생물 특성과 건강 관련... 119

〈표 Ⅳ-6〉 연구대상 순혈 초등학생들의 장 유형에 장내 미생물 특성과 건강 관련... 121

〈표 Ⅳ-7〉 연구대상 비순혈 초등학생들의 장내 특성 및 건강지표(N＝60) 122

〈표 Ⅳ-8〉 연구대상 순혈 초등학생들의 장내 미생물 특성과 건강 관련 지표의... 124

〈표 Ⅳ-9〉 연구대상 비순혈 초등학생들이 장내 미생물 특성과 건강 관련 지표의... 125

〈표 Ⅳ-10〉 연구대상 비순혈 초등학생들의 장내 미생물 특성과 건강 관련 지표의... 126

〈표 Ⅳ-11〉 연구대상 비순혈 초등학생들의 성별에 따른 장내 미생물 특성과 건강... 127

〈표 Ⅳ-12〉 연구대상 비순혈 초등학생들의 장 유형에 장내 미생물 특성과 건강... 129

〈표 Ⅳ-13〉 연구대상 초등학생들의 순혈 여부에 따른 장내 미생물 특성과 건강... 131

그림목차 8

[그림 Ⅰ-1] 출신 국적별 혼인 비중, 2021년 기준 47

[그림 Ⅰ-2] 장내 미생물 숲의 건강관련 개념도 77

[그림 Ⅲ-1] 연구 모형 103

[그림 Ⅲ-2] MiSeq 시스템 워크플로우 105

[그림 Ⅲ-3] 분변채취 키트, 장내 미생물 검사 설문지, 개인정보 제공 및 활용... 106

[그림 Ⅲ-4] 분변채취 키트에 동봉한 분변채취 방법 안내문 107

[그림 Ⅲ-5] 메타지놈 실험방법 108

[그림 Ⅲ-6] 16S rRNA(16S ribosomal RNA) 유전자 정보 109

[그림 Ⅲ-7] 16S rRNA(16S ribosomal RNA) 유전자 Variable region과 Target 109

[그림 Ⅲ-6] DNA 시퀀싱 진행과정 111

[그림 Ⅲ-7] 분석 메타지눔 분석방법 112

[그림 Ⅲ-8] Alpha-diversity 분석 113

[그림 Ⅲ-9] Beta-diversity 분석 113

초록보기

 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.

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