전통발효식품 유래 Lactobacillus pentosus SRCM103472의 프로바이오틱스 특성과 Caenorhabditis elegans 동물 모델을 이용한 생체기능성 연구 (Evaluation of probiotic characteristics of Lactobacillus pentosus SRCM103472 isolated from traditional fermented food using Caenorhabditis elegans in vivo model)

서지정보

· 발행기관 : 한국미생물학회
· 수록지 정보 : 미생물학회지 / 57권 / 4호 / 255 ~ 264페이지
· 저자명 : 신수진, 하광수, 정수지, 류명선, 양희종, 김영훈, 오상남, 정도연

초록

본 연구에서는 프로바이오틱스 소재로의 우수한 효능을 지니면서 예쁜꼬마선충을 이용한 항노화 활성과 수명연장의 기능성이 우수한 유산균을 선발하고자 하였다. 전통 발효 식품으로부터 약 200여종의 분리주를 확보하였고, 분리주를 대상으로 식품 유해 미생물 6종에 대한 항균 활성을 측정하였다. 항균 활성 결과가 우수한 5종의 유산균을 1차 선별하였고, 이를대상으로 프로바이오틱스로의 활용 가능성을 확인하기 위해 항산화 활성, 내산성, 내담즙성과 Caenorhabditis elegans 동물 시험 모델을 이용한 장부착능 분석을 실시하였다. 측정 결과 SRCM103472가 항산화 활성은 33.23%, pH 2에서 4.08 × 105 CFU/ml, 담즙 농도 1.0%에서도 109 이상의 생균수를 유지하며 타 분리주 대비 우수한 활성을 나타냄을 확인하였다. 또한, C. elegans를 이용한 장부착능에서도 SRCM103472가 2.54 Log CFU/worm으로 가장 우수한 부착능을 보여 최종 균주로 선정하였다. 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 통해 Lactobacillus pentosus SRCM103472로 명명하였으며, 최종적으로 항노화와 수명연장 효능은 C. elegans를 이용하여 측정하였다. 항노화 효능은 노화와 밀접한 관련이 있는 pmk-1의 유전자를 이용하여 장 부위에서 발현되는 정도를 시각적으로 1차 확인하여수치화한 결과 SRCM103472가 양성 대조구인 Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) 대비 강한 형광 세기를 나타내였으며, 수명연장 효능을 측정한 결과 16일차에서 생존율(fraction alive)은 SRCM103472가 0.03으로 대조구인 OP50 (0.01) 대비 약 3배 높았으며, 양성 대조구인 LGG (0.02)와 비교해도 생존율이 우수함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 프로바이오틱스 활용 가능 미생물 소재 발굴과 대체 모델을 활용한 항노화 및 수명연장 효능 검증함으로써, 향후 추가적인 연구가이루어질 경우 건강기능식품 또는 보조제 등의 다양한 식품산업 분야에 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

영어초록

The present study was conducted to investigate the probiotic characteristics of the Lactobacillus species and their enhancement of longevity using the nematode Caenorhabditis elegans as a simple in vivo animal model. A total of 200 strains of the Lactobacillus sp. were isolated from Korean fermented foods.
They were assessed firstly for their antimicrobial activity against six foodborne pathogens and five candidates showed antimicrobial activity against six foodborne pathogens. Five selected strains were examined antioxidant, acid resistance, bile tolerance, and intestinal adhesion ability using the C. elegans as a surrogate in vivo model. Especially, the SRCM103472 strain showed that the superior probiotic properties including antioxidant activity (33.23%), acid resistance, bile tolerance, and intestinal adhesion ability (2.54 log CFU/worm) than other isolates. Based on these results, the SRCM103472 strain with the superior probiotic properties was finally selected for further experiments. The SRCM103472 strain was identified as Lactobacillus pentosus by 16S rRNA gene sequencing analysis.
Anti-aging effect was estimated visually by measuring the expression level of pmk-1::GFP in the C. elegans model, and it was significantly increased by the SRCM103472 than LGG.
Lifespan test results suggest that the SRCM103472 prolongs significantly the fraction alive of C. elegans at 16 days than LGG (0.02) and OP50 (0.01), respectively. Obviously, the SRCM103472 (0.03) was showed the significantly superior longevity three times than OP50 (0.01). Taken together, our findings suggest that the L. pentosus SRCM103472 could be applied as a health-promoting probiotics in various research field of food industry such as functional foods and supplements.

참고자료

· 없음