[논문]김치에서 분리한 Lactobacillus sakei proBio65의 면역 조절 특성

임정희; 서병주; 김정은; 채창석; 임신혁; 한윤수; 박용하

김치에서 분리한 Lactobacillus sakei proBio65의 면역 조절 특성
Characteristics of immunomodulation by a Lactobacillus sakei proBio65 isolated from Kimchi 원문보기

한국미생물·생명공학회지 = Korean journal of microbiology and biotechnology, v.39 no.3, 2011년, pp.313 - 316

임정희 (영남대학교 생명공학부) , 서병주 (영남대학교 생명공학부) , 김정은 (광주과학기술원 생명과학부) , 채창석 (광주과학기술원 생명과학부) , 임신혁 (충북대학교 의과대학) , 한윤수 (충북대학교 의과대학) , 박용하 (영남대학교 생명공학부)

초록
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김치로부터 새로운 프로바이오틱균주인 Lactobacillus sakei proBio65를 분리하고 명명하였다. 형질전환 생쥐(Foxp3-GFP KI 생쥐)를 이용하여 L. sakei proBio65의 면역조절 메커니즘 규명 및 면역 조절능을 확인하고 in vivo 적용 질환제어 응용 가능성을 평가하였다. 조절 T 세포의 master 전사조절인자로 알려진 $Foxp3^+$를 선정하고, L. sakei가 $Foxp3^+$ 전사조절인자를 증가시키는지 확인하기 위해 확립된 세포기반 screening system을 이용하였다. 항 염증성 사이토카인 전사조질인자의 증가에 이어 $Foxp3^+$ 전자조절인자발현의 상당한 증가를 확인하였다. L. sakei proBio65는 염증성면역 장애의 조절에 치료적으로 유용할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

We isolated and identified a novel probiotic strain, Lactobacillus sakei proBio65 from Kimchi. To determine whether L. sakei proBio65 has an immunomodulatory effect, we investigated cells via an in vitro screening system which co-cultured freshly isolated mesenteric lymphocyte with probiotics. A significant increase of $Foxp3^+$ transcription regulatory factor expression was observed, followed by an increase in anti-inflammatory cytokines transcription regulatory factor. L. sakei proBio65 exhibited high levels of the IL-10/IL-12 production ratio and enhanced Foxp3 expression in vitro. L. sakei proBio65 may thus be therapeutically useful for the modulation of inflammatory immune disorders.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

sakei proBio65(1×10⁹ CFU/mL)와 공동배양을 수행하였다. 72시간 동안 생쥐의 장간막 림프구과 L. sakei proBio65를 1:1 공동배양(장간막 림프구의 개수를 측정하며, L. sakei proBio65는 장간막 림프구의 개수와 동일한 균수를 접종) 후 유세포 분석기를 이용하여 GFP+ 신호를 측정함으로써 L. sakei proBio65가 Foxp3 전사조절인자를 증가시킬 수 있는 능력을 평가하였다(Fig. 1).
IL-12와 더불어 Th1 세포의 대표적인 사이토카인으로 알려진 IFN-γ의 발현능과 최근 자가면역질환에서 중요한 병인으로 작용하는 것으로 알려진 Th17 세포의 대표적인 사이토카인인 IL-17의 발현을 조사하였다. L.
sakei proBio65의 항 염증성 유산균주의 선별 표지 물질로 조절 T 세포의 master 전사조절인자로 알려진 Foxp3를 선정하였다. L. sakei proBio65가 Foxp3 전사조절인자를 증가시키는지 확인하기 위하여 세포기반 screening system을 이용하여 면역 조절 메커니즘을 규명해 보았다.
L. sakei proBio65에 의한 IL-12의 발현 억제 능력을 평가하기 위해 IL-10과 동일한 sandwich ELISA 방법을 시행하였다.
IL-12와 더불어 Th1 세포의 대표적인 사이토카인으로 알려진 IFN-γ의 발현능과 최근 자가면역질환에서 중요한 병인으로 작용하는 것으로 알려진 Th17 세포의 대표적인 사이토카인인 IL-17의 발현을 조사하였다. L. sakei proBio65와 장간막 림프구를 1:1 공동배양을 하여 세포의 mRNA를 분리한 후 real-time PCR 실시간 증폭기를 이용하여 PBS와 공동배양 한 샘플과 비교를 통하여 L. sakei proBio65의 IFN-γ와 IL-17발현 조절능을 평가하였다(Fig. 5).
L. sakei proBio65와 장간막 림프구를 공동배양 후 얻어진 상층액으로 IL-12의 발현량을 측정하였다(Fig. 3). 그 결과 L.
따라서 유산균의 투여를 통해 면역세포에서 IL-12의 생성을 감소 또는 억제시키는 유산균의 경우 강력한 항염증성 기능을 가질 수 있다[4]. L. sakei proBio65와 장간막 림프구와의 공동배양을 통해서 분비되는 IL-12 단백질의 양을 비교하여, 항염증성 기능을 평가할 수 있다.
따라서 유산균의 투여를 통해 면역세포에서 IL10의 생성을 증가시키는 유산균의 경우 강력한 항염증성 기능을 가질 수 있다. 이를 위해 L. sakei proBio65와 장간막 림프구와 공동배양을 통해서 분비되는 상층액에 존재하는 IL-10 단백질의 양을 측정함으로써 L. sakei proBio65에 의한 항염증성 기능을 평가할 수 있다.
sakei proBio65를 공동배양 후 얻어진 상층액을 첨가하였다. 항체와 결합한 상층액을 인식하는 또 다른 항체(detection 항체)와 결합하게 한 후 secondary 항체에 결합되어 있는 효소에 의해 기질이 분해되면서 신호가 나오는 원리를 이용하여 각 상층액에 존재하는 IL-10의 양을 비교 분석하였다(Fig. 2).

대상 데이터

Foxp3 전사조절인자에 GFP 형광표지 단백질이 표지된 형질전환 생쥐(Foxp3^-GFP KI 생쥐, 광주과학기술원)를 이용하였다. 생후 6-8주령 Foxp3^- GFP KI 생쥐로부터 장간막 림프절을 분리한 후 장간막 림프구와 MRS 고체배지(Difco, USA)를 이용하여 37℃, 20시간 배양한 L.
본 연구진들은 한국의 전통발효식품인 김치로부터 유래한 유산균 L. sakei proBio65의 항 염증성 유산균주의 선별 표지 물질로 조절 T 세포의 master 전사조절인자로 알려진 Foxp3를 선정하였다. L.
생후 6-8주령 Foxp3- GFP KI 생쥐로부터 장간막 림프절을 분리한 후 장간막 림프구와 MRS 고체배지(Difco, USA)를 이용하여 37℃, 20시간 배양한 L. sakei proBio65(1×109 CFU/mL)와 공동배양을 수행하였다.

이론/모형

L. sakei proBio65에 의한 IL-10을 증가능을 평가하기 위해 sandwitch ELISA 방법을 사용하였다. plate에 IL-10와 결합할 수 있는 항체를 붙인 후 장간막 림프구와 L.

성능/효과

L. sakei proBio65와 장간막 림프구를 공동배양 후 얻어진 상층액으로 IL-10의 발현량을 측정한 결과 PBS에 비해 L. sakei proBio65 생균 또는 사균을 공동배양 하였을 때 IL-10의 발현량이 증가되는 것으로 나타났다.
L. sakei proBio65은 mesenteric lymphocyte와 공동 배양하였을 경우, 항염증성 사이토카인인 IL-10과 염증성 사이토카인인 IL-12의 발현을 모두 증가시키나 IL-12의 경우보다 IL-10의 경우에 L. sakei proBio65에 의한 발현 증가가 더 크게 나타나는 것을 확인하였다. 이를 바탕으로 IL-10:IL-12 비율을 계산하였을 때, 생균과 사균을 처리한 경우 IL-10:IL-12 비율이 PBS에 비해 높음을 확인하였다(Fig.
L. sakei proBio65의 생균 보다 사균을 공동배양 하였을 시 IFN-γ 및 IL-17의 발현이 더 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
3). 그 결과 L. sakei proBio65의 생균 및 사균이 PBS에 비해 IL-12의 발현량을 증가시키고 있으나 그 정도가 크지 않았다.
대조군으로 사용한 PBS와 부용제의 Foxp3⁺ 전사조절인자 발현은 높지 않았으며, L. sakei probio65의 생균과 사균에서는 Foxp3⁺ 전사조절인자 발현이 높게 나타난 결과를 보였다. 이는 Foxp3 세포의 수를 증가시키는 결과를 보여준다.
sakei proBio65에 의한 발현 증가가 더 크게 나타나는 것을 확인하였다. 이를 바탕으로 IL-10:IL-12 비율을 계산하였을 때, 생균과 사균을 처리한 경우 IL-10:IL-12 비율이 PBS에 비해 높음을 확인하였다(Fig. 4).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	면역 체계는 어떻게 유지되는가?	면역 체계(Immune system)는 면역 반응(Immune response)과 면역 관용(Immune tolerance)의 균형을 이룸으로써 유지된다. 면역 반응은 질병을 유발할 수 있는 병원체 등을 제거하는 과정이며, 면역 관용은 체내에 존재하는 물질 혹은 생명체가 필요로 하는 외부 물질 등에 과잉 면역을 억제하는 기작이다.
	IL-10은 T 세포에 작용하여 어떻게 항염증 작용을 하는가?	IL-10은 Th1 세포의 IFN-γ 생성을 억제할 뿐만 아니라 여러 가지 다른 세포의 사이토카인 분비를 억제한다. 즉, T 세포에 작용하여 Th1 세포의 IL2, IFN-γ 형성을 억제하여 세포성 면역을 억제하고 대식세포, 자연사 세포에서의 염증성 사이토카인 생성을 억제하여 항염증 작용을 한다[3]. 따라서 유산균의 투여를 통해 면역세포에서 IL10의 생성을 증가시키는 유산균의 경우 강력한 항염증성 기능을 가질 수 있다.
	유산균이란 무엇인가?	유산균(probiotics)은 숙주가 적정한 양을 섭취하였을 경우, 숙주에게 긍정적인 영향을 줄 수 있는 미생물로 Bifidobacteria, Lactobacillus 등이 비교적 잘 알려져 있으며, 각 균 주마다 여러 메커니즘을 통해 면역체계를 조절한다고 알려져 있다[1].

참고문헌 (12)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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