하수 유래 항생제 내성 대장균 노출 시 제브라피시의 항생제 내성, 유전자 획득, 장내 미생물 군집 변화에 대한 연구|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

항생제 내성(Antimicrobial Resistance, AMR)은 전 세계적인 공중보건 위협이며, 도시 하수처리장은 항생제 내성균과 내성 유전자를 수생 환경으로 방출하는 핵심 오염원으로 지목되고 있다. 그러나 하수에서 유래한 항생제 내성균이 어류와 같은 수생 척추동물의 체내로 유입되었을 때 발생하는 생체 내 상호작용, 특히 내성 유전자의 수평적 이동과 장내 미생물 군집의 변화에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 하수 유래 항생제 내성 대장균(Escherichia coli)에 노출된 제브라피시(Danio rerio)의 장내 미생물 군집 변화, 내성 유전자 획득 여부 및 노출 농도에 따른 영향을 종합적으로 규명하고자 하였다. 본 연구에서는 CTX-M-9 group 내성 유전자를 보유한 하수 유래 E. coli L2-34 균주를 제브라피시에게 15일간 경구 투여하였으며, 연구 그룹은 대조군, 비 내성균 노출군, 그리고 내성균 농도별(저농도, 중농도, 고농도) 노출군으로 구성하였다. 노출 후 채취한 샘플에서 Cefotaxime 선택배지를 이용한 균 분리, 최소저해농도(MIC) 시험, 그리고 PCR 기법을 통해 내성 유전자 전달 여부를 분석하였고, 장내 미생물 군집 변화는 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 통해 확인하였다. 연구 결과, 1.5 x 108, 1.5 x 107 CFU/mL 의 고농도 및 중농도 내성균 노출군에서는 CTX-M-9 내성 유전자의 내성 표현형 획득이 확인되었다. 저농도(1.5 x 106 CFU/mL) 노출군에서는 내성균의 정착이 억제되었다. 또한, 고농도 노출은 장내 미생물 다양성을 감소시키고 Aeromonas 및 Shewanella와 같은 잠재적 기회감염균의 비중을 증가시켰다. 반면, 비 내성균 노출군에서는 Cetobacterium의 과도한 증식을 보이며 군집 불안정성을 나타냈다. 결론적으로 외부 유입 세균이 장내 생태계에 미치는 영향은 균주의 내성 여부와 유입 농도에 따라 상이하게 나타났다. 내성균 노출군에서는 고농도(1.5 x 108 CFU/mL)와 중농도(1.5 x 107 CFU/mL)에서 CTX-M-9 group 내성 유전자를 획득하였으나, 저농도(1.5 x 106 CFU/mL)에서는 획득하지 못하였다. 그리고 고농도의 내성균 유입은 장내 방어 기전을 붕괴시키고 병원성 위험을 증가시키는 반면, 비 내성균 노출은 생태학적 불안정성을 유발할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 수 생태계 유래 항생제 내성균의 위해성 평가 시 단순한 검출 여부를 넘어 농도를 고려한 접근과 숙주 미생물 군집의 생태학적 관점이 고려되어야 함을 시사한다.

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항생제 내성(Antimicrobial Resistance, AMR)은 전 세계적인 공중보건 위협이며, 도시 하수처리장은 항생제 내성균과 내성 유전자를 수생 환경으로 방출하는 핵심 오염원으로 지목되고 있다. 그러나 ...

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