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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 저지 또는 홀스타인 우유로 생산한 가우다 치즈의 차이점과 만성 스트레스(CUMS) 모델 마우스에서의 치즈섭취로 인한 이상적 행동의 변화 및 장내 미생물 균총의 변화를 평가하고자 하였다.
- 결과적으로 저지 치즈 섭취는 다른 그룹과 비교하여 가장 주된 문을 형성하고 있는 박테리아 군집 구성을 변화시킨 것에 대한 큰 의미를 지닌다. 본 연구를 통해, 저지 치즈 섭취는 박테리아 군집 변화에 영향을 미쳤으며, 마우스 모델에서 CUMS에 의해 손상된 인지 능력을 개선하고 스트레스로 인한 몸무게의 감소를 보호하는데 관련성이 있을 것으로 추론할 수 있다. 그러나 향상된 기능성 저지 치즈를 개발하기 위해서는 발효를 통한 저지 치즈의 유용성분의 생산과 장내 미생물 군집변화로 인한 장-뇌 축의 기전에 대한 향후 연구가 필요하다.
제안 방법
- 저지 우유의 Gouda cheese가 스트레스 해소에 효과가 있는 식품으로써 작용될 수 있는지 평가하기 위해 이 연구에서는 스트레스 유발 우울증 평가모델로써 CUMS 모델을 도입하여 4개의 그룹으로 나누어 평가하였다(Fig. 1A). CUMS는 Marin 등(2017)의 방법에 따라 10가지(온도, 고도, 포식자의 소리, 먹이제한 등)의 스트레스를 적용하여, 성공적으로 유도하였다.
- 1C). 치즈 섭취가 우울증 모델에서 인지 기능과 우울증에 따른 행동에 미치는 영향을 관찰하기 위해 YMT(Y- maze test), FST(forced swimming test) 및 SPT(sucrose preference test) 평가를 수행했다(Fig. 2). 공간 기억능력을 측정하기 위해 YMT 평가를 수행하였고, 자발적 교대 비율(spontaneous alternation ratio)로써 Fig.
- Li 등(2019)은 우울증 유발 마우스의 분변을 섭취한 마우스에서 우울증으로 보이는 유사한 행동을 나타냈다고 보고했다. 치즈가 공간인지 및 체중 감소에 회복에 미치는 영향이 장내 미생물 균총 변화와의 관련성을 평가하기 위해 PCR을 통한 분변 미생물 균총을 문(phylum)수준에서 분석하였고, 타깃 박테리아의 조성 비율은 평균 ± 표준 편차(SD) 및 파이 차트(pie chart) 형태로 나타내었다(Fig. 3). Saccharibacteria, Verrucomicrobia, and Tenericutes는 어떤 그룹에서도 검출되지 않았으며, CUMS 장내미생물 균총은 정상군과 비교할 때 큰 차이가 없음을 보였다.
이론/모형
- 1A). CUMS는 Marin 등(2017)의 방법에 따라 10가지(온도, 고도, 포식자의 소리, 먹이제한 등)의 스트레스를 적용하여, 성공적으로 유도하였다. CUMS, CUMS+JC(저지 치즈 섭취), CUMS+HC(홀스타인 치즈 섭취) 그룹의 체중은 정상 대조군에 비해 유의하게 감소하였다(p<0.
- 2). 공간 기억능력을 측정하기 위해 YMT 평가를 수행하였고, 자발적 교대 비율(spontaneous alternation ratio)로써 Fig. 2A에 표시하였다. 정상 대조군과 비교하여 CUMS군에서는 자발적인 교대가 유의하게 감소하였으며(p<0.
- 정상 대조군에 비해 CUMS, CUMS+JC, CUMS+HC 그룹에서 체중 감소하였지만, 치즈를 공급한 후 2주 차에 CUMS+JC 그룹에서만 유의하게 증가하였다. 우울증에 대한 행동에서 Gouda cheese의 영향을 알아보기 위해 YMT(Y-maze test)를 실시하였다. 정상 대조군과 비교하여 CUMS에 의해 자발적 교대 비율(spontaneous alternation ratio)이 유의하게 감소하였으나, 저지와 홀스타인 우유의 cheese를 먹인 그룹에서는 공간기억능력이 상당히 회복되었음을 확인하였다.
- 저지 우유와 홀스타인의 우유로 만든 Gouda cheese의 섭취가 만성 스트레스 해소에 효과가 있는지 연구하기 위해 CUMS 마우스 모델을 사용하였다. 정상 대조군에 비해 CUMS, CUMS+JC, CUMS+HC 그룹에서 체중 감소하였지만, 치즈를 공급한 후 2주 차에 CUMS+JC 그룹에서만 유의하게 증가하였다.
성능/효과
- CUMS는 Marin 등(2017)의 방법에 따라 10가지(온도, 고도, 포식자의 소리, 먹이제한 등)의 스트레스를 적용하여, 성공적으로 유도하였다. CUMS, CUMS+JC(저지 치즈 섭취), CUMS+HC(홀스타인 치즈 섭취) 그룹의 체중은 정상 대조군에 비해 유의하게 감소하였다(p<0.05)(Fig. 1B). 체중의 변화는 CUMS, CUMS+JC, CUMS+HC 군에서 4주차에 감소하는 경향을 보였다가 CUMS+JC 그룹에서만 6주 차(치즈를 공급한 후 2주 차)에 유의하게 증가했다
- 정상 대조군과 비교하여 CUMS에 의해 자발적 교대 비율(spontaneous alternation ratio)이 유의하게 감소하였으나, 저지와 홀스타인 우유의 cheese를 먹인 그룹에서는 공간기억능력이 상당히 회복되었음을 확인하였다. Gouda cheese 섭취로 인한 장내 미생물 균총 변화를 보기 위하여 파이 차트(pie chart) 분석한 결과, CUMS으로 인해 증가한 Bacteroidetes 비율은 홀스타인 치즈에 의해 18.15%에서 16.39% 정도로 감소했다. 그러나 저지 치즈는 Bacteroidetes 비율을 유의하게 증가시켰으나, Firmicutes 농도는 다른 그룹에 비해 감소시킨 것으로 확인되었다.
- 3). Saccharibacteria, Verrucomicrobia, and Tenericutes는 어떤 그룹에서도 검출되지 않았으며, CUMS 장내미생물 균총은 정상군과 비교할 때 큰 차이가 없음을 보였다. 하지만 흥미롭게도 CUMS + JC 그룹의 Bacteroidetes는 CUMS 마우스에 비해 유의하게 증가하는 것으로 나타났다(p<0.
- 반면, CUMS + JC 그룹의 Firmicutes 농도는 다른 그룹과 비교할 때 감소하는 것으로 관찰되었다. 결과적으로 저지 치즈 섭취는 다른 그룹과 비교하여 가장 주된 문을 형성하고 있는 박테리아 군집 구성을 변화시킨 것에 대한 큰 의미를 지닌다. 본 연구를 통해, 저지 치즈 섭취는 박테리아 군집 변화에 영향을 미쳤으며, 마우스 모델에서 CUMS에 의해 손상된 인지 능력을 개선하고 스트레스로 인한 몸무게의 감소를 보호하는데 관련성이 있을 것으로 추론할 수 있다.
- 그러나 저지 치즈는 Bacteroidetes 비율을 유의하게 증가시켰으나, Firmicutes 농도는 다른 그룹에 비해 감소시킨 것으로 확인되었다. 결론적으로 저지와 홀스타인의 우유로 만든 Gouda cheese 섭취는 장내 미생물 균총의 변화에 영향을 미쳤으며, YMT 평가를 통해 만성 스트레스를 억제하여 기억능력을 유의하게 향상시킨 것을 확인하였다.
- 39% 정도로 감소했다. 그러나 저지 치즈는 Bacteroidetes 비율을 유의하게 증가시켰으나, Firmicutes 농도는 다른 그룹에 비해 감소시킨 것으로 확인되었다. 결론적으로 저지와 홀스타인의 우유로 만든 Gouda cheese 섭취는 장내 미생물 균총의 변화에 영향을 미쳤으며, YMT 평가를 통해 만성 스트레스를 억제하여 기억능력을 유의하게 향상시킨 것을 확인하였다.
- 002). 반면, CUMS + JC 그룹의 Firmicutes 농도는 다른 그룹과 비교할 때 감소하는 것으로 관찰되었다. 결과적으로 저지 치즈 섭취는 다른 그룹과 비교하여 가장 주된 문을 형성하고 있는 박테리아 군집 구성을 변화시킨 것에 대한 큰 의미를 지닌다.
- , 2011). 이것은 본 연구에서 공간기억능력의 척도로 사용한 본 연구의 YMT 결과와 일치하는데, 젖소의 종에 관계없이 CUMS 마우스 모델의 공간기억능력을 향상시키는 것을 확인하였다.
- 2A에 표시하였다. 정상 대조군과 비교하여 CUMS군에서는 자발적인 교대가 유의하게 감소하였으며(p<0.05), 저지와 홀스타인 치즈를 먹인 마우스는 공간기억능력이 상당히 회복되었다. 그러나, CUMS 마우스와 비교했을 때, 치즈를 먹인 두 그룹에서의 FST와 SPT 결과, 즉 수중에 떠 있는 부동 시간(부동시간과 우울증 척도와의 양의 관계로 보고됨)과 sucrose 선호도(섭취량과 우울증 관계는 음의 관계로 보고됨)에 대해서는 다른 그룹 간의 유의한 차이가 없었다(Fig.
- 우울증에 대한 행동에서 Gouda cheese의 영향을 알아보기 위해 YMT(Y-maze test)를 실시하였다. 정상 대조군과 비교하여 CUMS에 의해 자발적 교대 비율(spontaneous alternation ratio)이 유의하게 감소하였으나, 저지와 홀스타인 우유의 cheese를 먹인 그룹에서는 공간기억능력이 상당히 회복되었음을 확인하였다. Gouda cheese 섭취로 인한 장내 미생물 균총 변화를 보기 위하여 파이 차트(pie chart) 분석한 결과, CUMS으로 인해 증가한 Bacteroidetes 비율은 홀스타인 치즈에 의해 18.
- CUMS 마우스 모델을 사용하였다. 정상 대조군에 비해 CUMS, CUMS+JC, CUMS+HC 그룹에서 체중 감소하였지만, 치즈를 공급한 후 2주 차에 CUMS+JC 그룹에서만 유의하게 증가하였다. 우울증에 대한 행동에서 Gouda cheese의 영향을 알아보기 위해 YMT(Y-maze test)를 실시하였다.
- 1B). 체중의 변화는 CUMS, CUMS+JC, CUMS+HC 군에서 4주차에 감소하는 경향을 보였다가 CUMS+JC 그룹에서만 6주 차(치즈를 공급한 후 2주 차)에 유의하게 증가했다
- Saccharibacteria, Verrucomicrobia, and Tenericutes는 어떤 그룹에서도 검출되지 않았으며, CUMS 장내미생물 균총은 정상군과 비교할 때 큰 차이가 없음을 보였다. 하지만 흥미롭게도 CUMS + JC 그룹의 Bacteroidetes는 CUMS 마우스에 비해 유의하게 증가하는 것으로 나타났다(p<0.002). 반면, CUMS + JC 그룹의 Firmicutes 농도는 다른 그룹과 비교할 때 감소하는 것으로 관찰되었다.
후속연구
- 본 연구를 통해, 저지 치즈 섭취는 박테리아 군집 변화에 영향을 미쳤으며, 마우스 모델에서 CUMS에 의해 손상된 인지 능력을 개선하고 스트레스로 인한 몸무게의 감소를 보호하는데 관련성이 있을 것으로 추론할 수 있다. 그러나 향상된 기능성 저지 치즈를 개발하기 위해서는 발효를 통한 저지 치즈의 유용성분의 생산과 장내 미생물 군집변화로 인한 장-뇌 축의 기전에 대한 향후 연구가 필요하다.
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