흰 쥐에서 복합 유산균과 다시마가 항비만 및 장내 미생물에 미치는 영향

유다윤(Da Yoon Yu),김정아(Jeong A Kim),김인성(In Sung Kim),이철영(Chul Young Lee),김성찬(Seong chan Kim),이상석(Sang Suk Lee),최인순(In Soon Choi),조광근(Kwang Keun Cho) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.12

본 연구에서는 유산균과 다시마가 항비만과 장내 미생물에 미치는 영향을 조사하기 위하여 8주령의 수컷 흰 쥐를 1 cage 당 3 마리씩 4반복하여 처리군 당 12마리를 사용하였으며, 대조구 기초사료에 고지방사료 처리구는 10% lard를 첨가하고, 여기에 5% 유산균(5×108 cfu, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus johnsonii, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis) 첨가구, 5% 유산균과 10% 다시마를 혼합 첨가한 처리구로 구분하였다. 고지방사료 처리군에 비해 유산균 처리군과 다시마와 유산균 혼합 처리군은 체중과 일당 증체량의 감소를 나타내었다. 장내 미생물을 pyrosequncing 방법으로 확인한 결과, 고지방사료 처리군에 비해 유산균 처리군과 다시마와 유산균 혼합 처리군은 Firmicutes 비율이 감소하고, Bacteroidetes의 비율이 증가하였으며, Firmicutes/Bacteroidetes (F/B) 비율은 감소하였다. 또한 이 두 처리군은 Firmicutes 문에 속하는 비만 관련 미생물 Roseburia, Mollicute, Erysipelotrichi, Oscillibacter가 감소하였고, 반면에 Bacteroidetes 문에 속하는 항비만 관련 미생물 Prevotella, Alistipes, Bacteroides는 증가하였다. 분변 내 단쇄지방산(short chain fatty acid; SCFA) 은 다시마와 유산균을 섭취한 처리군에서 butyric acid 함량이 높게 나타났다. 결론적으로, 다시마와 유산균의 혼합 처리는 항비만 효과를 나타내며 장내 미생물 변화를 유도하고 장내 대사 물질인 butyric acid의 함량을 높이는 것을 시사한다. The present study was undertaken to investigate the effects of dietary provision of lactic acid bacteria (LB) and sea tangle (ST) on the obesity-associated intestinal microbiota in rats with obesity induced by a high-fat diet. Forty-eight 8-wk-old Sprague-Dawley rats were fed a basal diet (CON), a high fat diet (HFD; CON supplemented with 10% lard), HF supplemented with LB [HFL; 5x108 cfu of each of Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus johnsonii, Bifidobacterium longum and Bifidobacterium lactis], or HFL containing 10% ST (HFLS), with 4 replicates (cages) of 3 rats per dietary treatment, for 6 wk, and the intestinal microbiota were determined by pyrosequencing. The HFL and HFLS groups exhibited reduced rates of weight gain than the HF group, and the former groups had smaller ratios of Firmicutes and greater ratios of Bacteriodetes, with decreased Firmicutes/Bacteroidetes ratios, than the latter at the level of the phylum. Compared with the results for the HF group, HFL and HFLS had reduced ratios of the families of Roseburia, Mollicute, Erysipelotrichi, and Oscillibacter within Firmicutes associated with obesity and increased ratios of the families of Prevotella, Alistipes and Bacteroides within the Bacterioidetes phylum known to have an anti-obesity effect. The content of butyric acid in feces was greater in the HFLS group vs. HF and HFL. In conclusion, the present results suggest that dietary provision of LB plus ST has an anti-obesity effect and induced changes in intestinal microorganisms, and enhanced the content of butyric acid, which is an intestinal metabolite.

너도밤나무 크레오소트가 흰 쥐의 장내 미생물 변화에 미치는 영향

김정아(Jeong A Kim),유다윤(Da Yoon Yu),김인성(Jeong A Kim),이철영(Chul Young Lee),정동기(Dong Kee Jeong),이상석(Dong Kee Jeong),최인순(In Soon Choi),조광근(Kwang Keun Cho) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.7

설사는 경제동물의 이유시기 폐사율을 일으키는 가장 높은 요인이다. 크레오소트는 전통 의약품으로 오랜 세월동안 지사제로 사용되어 왔다. 본 연구는 흰 쥐 모델에서 크레오소트 급여가 동물의 성장 효율 및 장내 미생물에 미치는 영향을 구명할 목적으로 수행되었다. 4주령의 수컷 흰쥐 24마리를 임의로 대조구, 항생제 그룹, 크레오소트 0.4% 그룹, 크레오소트 0.8% 그룹으로 배치하였다. 대조구는 기초사료, 항생제 그룹은 apramycin 0.5%, 크레오소트 그룹은 크레오소트 0.4%와 0.8% 수준으로 하여 예비시험 기간 1주일, 본시험 기간 4주일 동안 급여하였다. 일당증체량은 실험구간 차이가 없었으나, 사료 섭취량은 Creo 0.8 그룹에서 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 장내 미생물에 대한 문(phylum) 수준 분석 결과 Creo 0.8 그룹에서 Firmicutes가 감소하고 Bacteroidetes가 증가하여 F/B 비율을 감소시키는 것으로 나타났다(p<0.05). 과(family) 수준에서는 Lachnospiraceae가 크레오소트 0.8% 수준에서 증가되었으며(p<0.01), 속(genus) 수준에서는 Turicibacter가 감소되었다(p<0.01). 종(species) 수준에서는 Clostridium disporicum이 감소되었다(p<0.01). 이상의 결과는 쥐에 크레오소트 급여는 사료 섭취량을 증가시키고 장내 미생물의 변화에 영향을 미칠 수 있다는 것을 시사한다. Diarrhea is one of the main disorders which cause the highest level mortality of the post-weaning economic animal. Beech-wood creosote has been used as a traditional anti-diarrheic medicament for a long time. The present study was conducted to investigate the effects of dietary supplementation of Beech-wood on growth performance and intestinal microbiota in rats. Twelve 4-week-old rats were randomly assigned to one of four dietary groups and fed a basal diet supplemented with none (CON), 0.5% apramycin (ANTI), 0.4% creosote (Creo 0.4), or 0.8% creosote (Creo 0.8) for 4 weeks following 1 week of adaptation period to the respective diet. Average daily gain was not influenced by the dietary treatment whereas average daily feed intake was greatest for the Creo 0.8 group. In the intestinal microbiota at the level of the phylum, the percentage of Firmicutes bacteria decreased but Bacteroidetes increased in the Creo 0.8 group vs. Control, which resulted in a decreased F/B ratio for the former (p<0.05). Moreover, the percentage of Lachnospiraceae was greater at the level of the family for the Creo 0.8 group than for Control, but the percentages of Turicibacter and Clostridium disporicum were less in the former (p<0.01) at the genus and species levels, respectively. Collectively, the present results indicate that dietary supplementation of creosote increases the feed intake and also influence the intestinal microbiota in rats.

아토피 피부염 모델에 대한 β-1,3/1,6-glucan과 Lactobacillus plantarum LM1004의 면역 조절 효과

김인성(In Sung Kim),김성학(Sung Hak Kim),김정아(Jeong A Kim),유다윤(Da Yoon Yu),김광일(Gwang Il Kim),박동찬(Dong-Chan Park),임종민(Jong Min Lim),이상석(Sang Suk Lee),최인순(In Soon Choi),조광근(Kwang Keun Cho) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.1

본 연구에서는 아토피 피부염 동물 모델에 대한 β-1,3/1,6-glucan과 L. plantarum LM1004의 면역조절 효과를 확인하고자 하였다. 가려움증의 횟수와 유출된 evans blue, 그리고 혈청 IgE와 histamine의 농도는 β-1,3/1,6-glucan과 L. plantarum LM1004를 섭취한 그룹에서 아토피 피부염 유발그룹에 비해 유의적으로 감소하는 결과를 나타내었다. 아토피 피부염이 유발되면 전사 수준에서 Th2 및 Th17 세포의 전사인자 및 cytokine은 과발현되며, β-1,3/1,6-glucan과 L. plantarum LM1004를 섭취하였을 때 이를 유의적으로 감소되었다. 또한 β-1,3/1,6-glucan과 L. plantarum LM1004는 Th1 및 Treg 세포의 전사인자(T-bet, GATA-3, RORγT, Foxp3) 및 cytokine (INF-γ, IL-4, IL-17, TGF-β)의 발현을 증가시킴으로써 면역 균형을 조절하는 것으로 나타났다. Galectin-9과 filaggrin은 아토피 피부염 유발 처리군에서 유의적으로 가장 낮았으며, β-1,3/1,6-glucan 처리군에서 유의적으로 가장 높게 나타났다. 이와 반대로 TSLP는 아토피 피부염 유발그룹에서 유의적으로 가장 높았으며 β-1,3/1,6-glucan과 L. plantarum LM1004를 섭취한 그룹은 대조군과 유사한 수준이었다. 이러한 결과를 통해 β-1,3/1,6-glucan과 L. plantarum LM1004는 아토피 피부염 동물 모델에서 면역조절 작용 및 아토피 피부염의 개선 효과를 가짐을 알 수 있었다. 따라서 β-1,3/1,6-glucan과 L. plantarum LM1004는 아토피 피부염에 유용한 천연소재로서 사용될 것으로 기대된다. In this study, we examined the efficacy of the immune regulation of β-1,3/1,6-glucan and Lactobacillus plantarum LM1004 on atopic dermatitis models. The oral administration of β-1,3/1,6-glucan and L. plantarum LM1004 on mice significantly decreased the amount of scratching, leakage to evans blue, and concentrations of serum immunoglobulin E (IgE) and histamine compared with the atopic dermatitis–induced group. When atopic dermatitis was induced, the transcription factors (GATA-3, retinoic acid-related orphan receptor γ T [RORγT]) and cytokines (interleukin-4 [IL-4], IL-17) of Th2 and Th17 cells were overexpressed at the transcriptional level, and they significantly decreased with oral administration of β-1,3/1,6-glucan and L. plantarum LM1004. In addition, β-1,3/1,6-glucan and L. plantarum LM1004 were shown to modulate the immune balance by increasing the expression of Th1 and Treg transcription (T-bet, forkhead box p3 [Foxp3]) and cytokines (interferon-γ [IFN-γ], transforming growth factor-β [TGF-β]). Galectin-9 and filaggrin were significantly lower in the atopic dermatitis–induced group and significantly higher in the β-1,3/1,6-glucan-treated group. In contrast, thymic stromal lymphopoietin (TSLP) was highest in the atopic dermatitis–induced group, while mice that were orally administered β-1,3/1,6-glucan and L. plantarum LM1004 showed similar TSLP levels to the control group. These results indicate that β-1,3/1,6-glucan and L. plantarum LM1004 have immunomodulatory effects and atopic dermatitis improvement effects in an animal model of atopic dermatitis. Therefore, it is expected that β-1,3/1,6-glucan and L. plantarum LM1004 can be used as natural materials in the treatment of atopic dermatitis.

Modulation of Intestinal Microbiota by Supplementation of Fermented Kimchi in Rats

Su Jin An(안수진),Jae Young Kim(김재영),In Sung Kim(김인성),Bishnu Adhikari(비슈누 아디카리),Da Yoon Yu(유다윤),Jeong A Kim(김정아),Young Min Kwon(권영민),Sang Suk Lee(이상석),In Soon Choi(최인순),Kwang Keun Cho(조광근) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.9

장내 미생물은 숙주의 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 하며, 식단에 의하여직접적으로 영향을 받아 조절된다. 김치는 식이 섬유와 젖산균(LAB)이 풍부한 발효 식품이다. 발효 김치가 장내 미생물의 구성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 6주령의 수컷 Sprague-Dawley 흰쥐 45마리를 대상으로 기본 사료(CON), 발효 김치(FK)와 키토산 첨가 발효 김치(CFK)를 각각 4주간 급여 하였다. 체중과 사료 섭취량을 매주 측정하였으며, 미생물 분석은 장내용물 수집 후 pyrosequencing을 통하여 16S rRNA 유전자 분석으로 확인 하였다. FK 및 CFK군은 대조군에 비해 체중, 사료 효율 및 혈중 triglyceride 농도가 감소한 것으로 나타났다. 장내 미생물의 다양성은 대조군에 비해 FK와 CFK군 모두에서 증가하였다. 비만과 관련된 Firmicutes 미생물이 감소한 반면, 체중 감소와 관련된 Bacteroidetes 미생물이 증가하였다. 젖산균과 체중 감소 관련 박테리아 및 butyrate 생산 박테리아는 대조군에 비해 FK 및 CFK군에서 증가하였다. 발효 김치는 비만을 억제하고 장내 유익한 미생물의 성장을 촉진하였다. Intestinal microbiota play a key role in maintaining the host’s health, and variety and richness of this microbiota is directly influenced and modulated by the host’s diet. Kimchi is a fermented food rich in dietary fibers and lactic acid bacteria (LAB). To investigate the effect of fermented kimchi on the host’s response and the composition of intestinal microbiota, 45 male Sprague-Dawley rats six weeks old were divided into three experimental groups that received either a basal diet (CON) or a basal diet supplemented with fermented kimchi (FK) or chitosan-added fermented kimchi (CFK) for four weeks. Body weights and feed intakes were measured weekly, and the intestinal contents were collected aseptically and were used for 16S rRNA gene profiling via pyrosequencing. As compared to the control, FK and CFK groups showed less body weight gain, feed efficiency, and blood triglyceride concentration. The diversity of intestinal microbiota was increased in both FK and CFK as compared to the control. At the phylum level, obesity-associated Firmicutes decreased, while leanness-associated Bacteroidetes increased. At the genus-level, the genera that consist of LAB, leanness-associated bacteria, and butyric acid–producing bacteria increased in FK and CFK as compared to the control. The overall results suggest that the consumption of fermented kimchi can reduce obesity and promote the host’s health through mechanisms involving the modulation of intestinal microbiota.