Bacillus circulans에 의해 생물전환된 갈락토올리고당의 장내 환경 개선 효과 = Gut Environment Improving Effects of Galactooligosaccharide Bioconverted by Bacillus circulans

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 B. circulans를 활용한 생물전환을 통해 생성한 GOS(NeoGOS-P70TM)가 장벽을 구성하는 세포에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 실험 결과, GOS는 장관을 구성하는 세포들의 TJ 형성에 긍정적인 효능을 갖는 것으로 확인되었다. GOS는 체내에서 분비되는 효소에 의해 분해되지 않고 대장에 존재하는 장내 미생물에게 영양원으로 이용될 수 있으며, 장내 병원성 미생물의 군집화를 방해하는 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 또한 장내 미생물의 대사에 의해 생산되는 단쇄지방산과 같은 물질들은 장관을 구성하는 세포들에 직접적인 에너지원으로 이용될 수 있는 것으로도 밝혀져 있기 때문에 산업적 이용에 대한 수요가 증가하고 있다. 따라서 본 연구 결과는 GOS를 활용한 새로운 개념의 장 건강 기능성식품 개발에 대한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In a previous study, we reported that galactooligosaccharides (GOS, NeoGOS-P70TM) bioconverted by Bacillus circulans potently improved the clinical symptoms of ulcerative colitis in a mouse model. Here, to elucidate the therapeutic mechanism, we investigated the effect of GOS on the gut environment using human goblet (LS174T) and epithelial cells (Caco-2). Treatment of LS174T with GOS induced potent proliferation and the mRNA expressions of MUC2 and TFF-3, which are related to the production of mucin and tight junction (TJ) proteins. Also, a CLSM-based immunocytochemical study showed that GOS increased mucin production in a dose-dependent manner. To investigate the reinforcing effect of GOS and GOS-supplemented LS174T culture supernatants (containing TFF-3) on gut barrier integrity, we evaluated the mRNA expressions of TJ components, trans-epithelial electric resistance, and FITC-dextran monolayer permeability. The mRNA expression levels of TJ-related genes, such as ZO-1, Occludin, and Claudin-1, were significantly increased by GOS treatment. On the other hand, treatment remarkably enhanced the TEER value of Caco-2 cells and dose-dependently reduced dextran flux. We concluded that GOS stimulates the expressions of MUC2 and TFF-3 in goblet cells and reinforces gut TJ barrier integrity.