[논문]면역결핍 모델에서 β-1,3/1,6-glucan과 유산균을 이용한 in vivo 면역 활성 조절 효과

김민수; 김중수; 류민정; 김기홍; 황권택

doi:10.11002/kjfp.2017.24.8.1158

면역결핍 모델에서 β-1,3/1,6-glucan과 유산균을 이용한 in vivo 면역 활성 조절 효과
Immunomodulatory effects of β-1,3/1,6-glucan and lactic acid bacteria in LP-BM5 murine leukemia viruses-induced murine acquired immune deficiency syndrome 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.24 no.8, 2017년, pp.1158 - 1167

김민수 (한국생명공학연구원 미생물기능연구센터) , 김중수 (한국생명공학연구원 미생물기능연구센터) , 류민정 (남부대학교 향장미용학과) , 김기홍 ((재)전남지역사업평가단) , 황권택 (남부대학교 식품영양학과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 LP-BM5 murine AIDS virus에 감염된 면역 결핍동물 모델을 이용하여 실험기간 10주 동안 ${\beta}$-1,3/1,6-glucan, 유산균 및 ${\beta}$-1,3/1,6-glucan+유산균의 식이가 면역활성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 LP-BM5 murine AIDS virus에 감염으로 면역능이 떨어진 T세포 증식능은 홍삼대조군과 비교하여도 유의적으로 감소된 T 세포증식능을 증가시키는 것으로 나타났고, B 세포 증식능은 감염 대조군에 비하여 유의적으로 증가된 B 세포 증식능을 감소되었다. cytokine 생성능에서는 Th1 type cytokine중에서 IL-2, IL-12, IL-15는 감염대조군에 비하여 분비량을 증가시키는 것을 확인할 수 있었고, IFN-${\gamma}$는 유산균과 ${\beta}$-1,3/1,6-glucan을 각각 처리군이 혼합처리군보다 증식능이 증가하였다. TNF-${\alpha}$는 감염대조군에 비하여 유의적으로 감소하였다. Th2 cytokine 들의 분비량 측정에서 IL-4, IL-6, IL-10 측정 결과 감염대조군에서 유의적으로 억제되어 Th1/Th2 type cytokine 발현을 조절하여 면역항상성을 유지하는 것으로 보였다. 면역글로블린 분비량측정에서 IgE, IgA, IgG 모두 감염대조군에 비하여 유의적으로 떨어지는 것으로 나타났다. 이로서LP-BM5 murine AIDS virus에 감염된 면역 결핍동물 모델에 ${\beta}$-1,3/1,6-glucan+유산균군을 혼합처리로 면역조절의 효능이 있음을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, ${\beta}$-1,3/1,6-glucan, lactic acid bacteria, and ${\beta}$-1,3/1,6-glucan+lactic acid bacteria were tested for 10 weeks using an immunodeficient animal model infected with LP-BM5 murine AIDS virus On the immune activity. Cytokines production, plasma immunoglobulin concentration, T cell and B cell proliferation were measured. As a result, the T cell proliferative capacity which was weakened by immunization with LP-BM5 murine AIDS virus increased significantly T cell proliferative capacity compared with the red ginseng control group. B cell proliferative capacity was significantly higher than the infected control group. Increased B cell proliferation was reduced. In the cytokine production, IL-2, IL-12 and IL-15 in the Th1-type cytokine increased the secretion of IL-2, IL-12 and IL-15 compared to the infected control. The proliferative capacity of the treated group was higher than that of the mixed treatment group. TNF-${\alpha}$ was significantly decreased compared with the infected control group. The IL-4, IL-6 and IL-10 levels were significantly inhibited in the infected control group and the Th1/Th2 type cytokine expression was regulated by immunohistochemistry. IgE, IgA, and IgG levels were significantly lower in the immunoglobulin secretion assay than in the control. As a result, the immunomodulatory effect of ${\beta}$-1,3/1,6-glucan+lactic acid bacteria was confirmed by mixing with LP-BM5 murine AIDS virus-infected immunodeficient animal model.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이와 같이 β-glucan과 유산균이 모두 면역증진효과에 대하여 효과적이라는 여러 연구결과들이 발표되었고 본 연구에 앞서 발표한 β-1,3/1,6-glucan의 면역증진효과(18)의 in vitro 연구가 효과적이었음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 β-1,3/1,6-glucan과 함께 유산균을 첨가한 군들의 면역증진 효과를 실험동물 모델에서 알아보고자 조사하였다.

제안 방법

적응기간 중 건강하다고 판정된 동물에 대하여 체중을 측정하고 평균 체중에 가까운 개체를 선택하여 무작위법을 이용하여 군 분리를 실시하였다. 각 그룹별 6마리씩을 사용, 정상대조군 (NC), 감염대조군(infection control(LP-BM5)), 양성대조군 (positive control, 홍삼 200 mg/kg b.w 식이투여군(RG)), 유산균투여군(LI), β-1,3/1,6-glucan 투여군(BI), β-1,3/1,6-glucan+유산균(LIBI), β-1,3/1,6-glucan+유산균(LIBh)으로 분리하여 정상대조군을 제외한 모든 군의 마우스는 LP-BM5 MuLV 감염을 실시하였다. 모든 식이는 AIN93G를 기본식이로 제작하였으며, 기본식이에 건조된 대조물질을 첨가하여 식이를 제조하였고, 식이투여 동시에 LP-BM5 MuLV 감염 유발을 시작하였으며 실험 종료일까지 식이투여를 실시하였다.

대상 데이터

β-1,3/1,6-glucan은 A. pullulans로부터 Kim 등(19)의 연구 내용에 따라 상업적 대용량 생산에 따라 생산한 선일바이오(주)(Jangheung, Korea)로 부터 공급받았으며, 유산균은 in vitro상에서 면역활성력이 확인된 유산균 Lactobacillus plantarum KKY-135를 생명공학연구원 전북분원(Jeongeup, Korea)으로부터 공급받아 사용하였다.
실험동물은 20 g 내외의 4주령 암컷 C57BL/6 마우스를 이용하였고 남부대학교 실험동물위원회의 승인(승인번호: 201702)을 받은 후 실험을 실시하였다. 중앙실험동물(주)(Seoul, Korea)에서 20 g 내외의 4주령 암컷 C57BL/6 마우스를 공급받았으며, 명암은 12시간(light/dark cycle), 온도는 23±2℃, 상대습도는 50±5%인 조건에서 1주 동안 적응기를 거쳐 실험에 이용하였다.

데이터처리

본 연구는 SPSS(Statistical Package for the Social Science)version 22 프로그램을 이용하여 분석하였으며, 모든 측정 결과는 평균(mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 표시하였음. 그룹간의 통계적 유의성을 Duncan’s multiple range test를 실시하였으며 p<0.05 수준에서 유의성의 여부를 검증하였다.
본 연구는 SPSS(Statistical Package for the Social Science)version 22 프로그램을 이용하여 분석하였으며, 모든 측정 결과는 평균(mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 표시하였음. 그룹간의 통계적 유의성을 Duncan’s multiple range test를 실시하였으며 p<0.

성능/효과

6%)군과 비교하여도 유의적으로 감소된 T 세포 증식능을 증가시키는 것으로 나타났다. B 세포 증식능 측정 결과 바이러스 감염이 안된 NC군에 비해 바이러스 주입 후 일반 AIN-93G 식이를 섭취한 infection군의 증식능이 유의적으로 증가하였음을 알 수 있었다. 또한, 식이섭취군 모두에서 infection군에 비하여 유의적으로 감소하였음을 알 수 있었으며, 특히, Ll군, Ll+Bl군, Ll+Bh군이 각각 117.
T 세포 증식능 측정 결과 바이러스 감염이 안 된 NC군에 비해 바이러스 주입 후 일반 AIN-93G 식이를 섭취한 infection군의 증식능이 유의적으로 감소하였다. 식이섭취 군 모두에서 infection군에 비하여 유의적으로 증가하였으며, 특히, Bl군이 77.
8 pg/mL으로 infection군에 비하여 유의적으로 증가하였으며 면역조절로 잘 알려진 RG군과 비교하여도 유의적으로 감소된 IL-2 분비량을 증가시키는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이러한 결과로 보아 β-1,3/1,6-glucan군, β-1,3/1,6-glucan+유산균 저농도처리군에서 면역 효능이 증가함을 확인할 수 있었다. IL-12 측정 결과 바이러스 감염이 안 된 58.

후속연구

02 g에 비해 유의적으로 증가하였으나, β-1,3/ 1,6-glucan, 유산균의 주입군에서 유의하게 무게감소를 보여, β-1,3/1,6-glucan, 유산균의 주입군에서 비장과 림프절에 대한 비대증을 억제 및 완화시켰음을 확인할 수 있었다. 그러나 간(liver)와 신장(kidney)의 무게는 그룹간의 유의적인 차이가 나타나지 않아 산화적 스트레스에 의한 간의 무게 증가와 β-1,3/1,6-glucan, 유산균의 연관관계는 추가적인 조사가 필요하다.
2%를 보여 NC, inhibitor, zymosan+inhibitor군과 비교하여 유의적인 차이가 없는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 보았을 때 β-1,3/1,6-glucan과 L. plantarum KKY-135 균주를 동시에 처리하였을 경우, 면역 증가율이 높아짐을 알 수 있었지만, 낮은 농도의 유산균에서 효과적 이였지만, 높은 농도의 유산균에서는 β-1,3/1,6-glucan의 농도와는 상관없이 낮은 대식세포 활성능을 보여 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	노화로 인한 면역반응의 변화는 어떤 것이 있는가?	이러한 요인에 의하여 체내 면역 세포 활성이 감소되거나 면역계 불균형이 일어나 질환을 유발시키는데 노화는 면역반응에 있어 아주 중요하고 다양한 변화를 가져온다. Th1 세포 활성 IgG, IgA 등의 항체생성 능력은 감소하게 되며, 이러한 변화는 호르몬의 변화, 항원 노출의 축적 등 때문으로 추정되며, 세포성 면역의 감소로 이어진다. 극심한 영양결핍은 다양한 면역세포에 영향을 주고, 보체의 활성이 감소되고 대식세포의 탐식작용이 감소될 뿐만 아니라 항체 생성능력도 저하되게 된다(3).
	면역 체계의 역할은?	면역 체계는 외부의 다양한 해로운 물질과 알레르겐, 감염원 등으로부터 인체를 보호하는 방어체계로서 질병의 발생을 억제시키는 역할을 하며, 면역 억제와 증진의 작용으로 항상성을 유지하여 면역을 조절하게 된다. 면역 기능이 결핍되거나 저하된 상태에서는 면역 반응이 제대로 활성화 되지 못하고 체내의 이물질에 대한 반응을 제대로 못하여 감염을 일으키게 되며, 반대로 일부의 면역 반응이 과하게 반응하면 면역 체계가 불균형을 이루어 결과적으로 자가면역질환, 알레르기 반응 등을 일으키게 된다.
	면역 기능의 결핍되거나 과하게 나타나면 어떤 반응이 일어나는가?	면역 체계는 외부의 다양한 해로운 물질과 알레르겐, 감염원 등으로부터 인체를 보호하는 방어체계로서 질병의 발생을 억제시키는 역할을 하며, 면역 억제와 증진의 작용으로 항상성을 유지하여 면역을 조절하게 된다. 면역 기능이 결핍되거나 저하된 상태에서는 면역 반응이 제대로 활성화 되지 못하고 체내의 이물질에 대한 반응을 제대로 못하여 감염을 일으키게 되며, 반대로 일부의 면역 반응이 과하게 반응하면 면역 체계가 불균형을 이루어 결과적으로 자가면역질환, 알레르기 반응 등을 일으키게 된다. 따라서 인체의 면역 반응은 균형을 이루어 조절이 정상적으로 되어야 건강함을 유지할 수 있다.

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표제어: PCR

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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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