[논문]Lactobacillus plantarum APsulloc 331261 발효 용해물의 피부 미생물 조절 효과

김한별; 명길선; 이현기; 최은정; 박태훈; 안수선

doi:10.15230/scsk.2020.46.1.23

Lactobacillus plantarum APsulloc 331261 발효 용해물의 피부 미생물 조절 효과
Lactobacillus plantarum APsulloc 331261 Fermented Products as Potential Skin Microbial Modulation Cosmetic Ingredients 원문보기

大韓化粧品學會誌 = Journal of the society of cosmetic scientists of Korea, v.46 no.1, 2020년, pp.23 - 29

김한별 ((주)아모레퍼시픽 기술연구원) , 명길선 ((주)아모레퍼시픽 기술연구원) , 이현기 ((주)아모레퍼시픽 기술연구원) , 최은정 ((주)아모레퍼시픽 기술연구원) , 박태훈 ((주)아모레퍼시픽 기술연구원) , 안수선 ((주)아모레퍼시픽 기술연구원)

초록
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피부에는 여러 종의 미생물들이 군집을 이루며 서식하고 있고, 서로 상호작용을 하며 균형을 유지하고 있다. 하지만, 여드름, 건선 및 아토피 피부염과 같은 질병 상태에서는 피부 미생물의 균형이 깨져 건강한 피부와는 다른 미생물 군집 구성을 보인다. 피부 미생물 군집 구성의 조절은 이러한 피부 질환에 대한 잠재적인 치료 방법이 될 수 있다. Quorum sensing (QS)은 세포간 전달인자로, QS을 조절하면 유해균의 바이오필름 형성이나 효소 분비등을 억제할 수 있고, 이 역시 피부 미생물 군집 구성에 영향을 준다. 이번 연구에서는 아모레퍼시픽의 특허 성분인 유산균 발효 용해물(Lactobacillus plantarum APsulloc 331261, KCCM 11179P 이용)의 QS억제능력 및 피부 유익균과 피부 유해균의 생장에 미치는 영향을 확인하였다. 유산균 발효 용해물 10 ㎍/mL 처리시, QS에 의해 제어되는 Chromobacterium violaceum의 자주색 안료 생산을 대조군 대비 27.4% 감소시켰다. 또 피부 유익균인 Staphylococcus epidermidis의 생장을 대조군 대비 12% 증가 시켰고, 피부 유해균인 Pseudomonas aeruginosa의 생장을 38.5% 감소, 바이오필름 형성을 17.7% 감소시켰다. S. epidermidis를 같은 속(genus)에 포함되어 있는 대표적인 피부 유해균 Staphylococcus aureus와 함께 공배양 하였을 때 S. epidermidis의 생장은 대조군 대비 134% 증가시켰고, S. aureus의 생장은 13% 억제시켰다. 이러한 결과들을 종합하였을 때 L. plantarum APsulloc 331261을 이용한 발효 용해물은 피부 미생물의 균형을 조절해 줄 수 있는 화장품 원료로 유용하게 사용 될 수 있다고 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The skin is colonized by a large number of microorganisms with a stable composition of species. However, disease states of skin such as acne vulgaris, psoriasis, and atopic dermatitis have specific microbiome compositions that are different from those of healthy skin. The target modulation of the skin microbiome can be a potential treatment for these skin diseases. Quorum sensing (QS), a bacterial cell-cell communication system, can control the survival of bacteria and increase cell density. Also, QS affects the pathogenicity of bacteria such as biofilm formation and protease production. In this study, we confirmed anti-QS activity of Amorepacific patented ingredients, which are Lactobacillus ferment lysate (using Lactobacillus plantarum APsulloc 331261, KCCM 11179P) through bio-reporter bacterial strain Chromobacterium violaceum. The purple pigment production of C. violaceum controlled by QS was reduced 27.3% by adding 10 ㎍/mL of Lactobacillus ferment lysate (freeze dried). In addition, the Lactobacillus ferment lysate increased growth of Staphylococcus epidermidis 12% and decreased growth of Pseudomonas aeruginosa 38.5% and its biofilm formation 17.7% at a concentration of 10 ㎍/mL compared to the untreated control group. Moreover, S. epidermidis was co-cultured with the representative dermatological bacterium Staphylococcus aureus in the same genus, the growth of S. epidermidis was increased 134 % and the growth of S. aureus was decreased 13%. These results suggest that fermented lysate using Lactobacillus plantarum APsulloc 331261 may be useful as a cosmetic ingredient that can control the balance of skin microbiome.

주제어

표/그림 (7)

그림 Figure 1. QS inhibitory effect of Lactobacillus ferment lysate.
그림 Figure 2. Biofilm formation rate of P. aeruginosa with Lactobacillus ferment lysate. 10 μg/mL of Lactobacillus ferment lysate inhibited biofilm formation of P. aeruginosa using crystal violet stainning (*p < 0.05, compared with control).
그림 Figure 3. Biofilm formation of P. aeruginosa with Lactobacillus ferment lysate.
그림 Figure 4. T he v iability of P. aeruginosa with Lactobacillus ferment lysate.
그림 Figure 5. The viability of S. aureus with Lactobacillus ferment lysate.
그림 Figure 6. The effects of Lactobacillus ferment lysate on P. aeruginosa and S. epidermidis co-culture system.
그림 Figure 7. The effects of Lactobacillus ferment lysate on S. aureus and S. epidermidis co-culture system.

AI 본문요약
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제안 방법

이번 연구에서는 제주 녹차에서 분리한 아모레퍼시픽의 특허 유산균인 L. plantarum APsulloc 331261을 이용해 만든 유산균 발효용 해물의 피부 미생물 조절 능력을 확인하였다. 이전 연구 결과를 보면 L.
이러한 결과에 근거해 L. plantarum APsulloc 331261의 발효용해물이 세포간 신호 전달 체계인 quorum sensing (QS)을 조절할 수 있는지 여부를 확인하였고, 피부에 서식하고 있는 미생물 중 유익한 영향을 주는 미생물과 유해한 영향을 주는 미생물의 생장을 조절할 수 있는 능력을 확인하였다.
미생물 배지는 tryptic soy broth (TSB, BD Difco, USA)를 이용하였다. 균의 생장은 적정 배지에 해당 균주를 1 × 10⁶ CFU/mL 농도로 접종하고 35 ℃에서 24 h 배양한 뒤 600 nm에서 흡광도를 측정하여 생장률을 비교하거나 연속 희석법을 통해 실제 생균 수를 확인하여 생장률을 비교하였다. 시험시료와 동일한 양의 인산완충 식염수를 첨가한 실험군을 기준으로 백분율로 비교하였다.
violaceum은 일반적인 배양 조건에서 vio operon에 의해 보라색 색소(violacein)를 형성하는데, 이 과정이 QS에 의해 조절된다. 따라서 유산균 발효 용해물을 농도별로 처리하여 violacein 생성 정도를 흡광도를 이용해 확인하였고, 대조군과 비교하여 차이나는 흡광도 비율을 QS 저해능으로 계산하였다. 실험결과 1, 10, 100 μg/mL 처리시 각각 23%, 27.

대상 데이터

이번 연구에 사용된 균주 중 Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa, ATCC 9027), S. aureus (ATCC 6538), Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis, ATCC 12228)는 ATCC (American Type Culture Collection, USA)로부터 구매하였고, Chromobacterium violaceum (C. violaceum, KCTC 2897)은 KCTC (korean collection for type culture, Korea)에서 구매하였다.

데이터처리

모든 데이터의 평균 비교는 R studio (version 3.6.2)를 통해 student’s t-test로 비교 분석 하였다. 통계적 유의성은 등분산, 독립표본으로 계산하였고, 신뢰구간은 95%로 설정하였다.

성능/효과

유산균 발효 용해물이 피부 유해균인 P. aeruginosa의 바이오필름 형성을 억제시키는 효능이 있음을 확인하였고, 동시에 이 균의 생장을 저해시킬 수 있는지도 확인하였다. 또 아토피 피부염의 원인이자, 대표적인 피부 유해균으로 일컬어지는 S.
따라서 유산균 발효 용해물을 농도별로 처리하여 violacein 생성 정도를 흡광도를 이용해 확인하였고, 대조군과 비교하여 차이나는 흡광도 비율을 QS 저해능으로 계산하였다. 실험결과 1, 10, 100 μg/mL 처리시 각각 23%, 27.8%, 44.5%의 QS을 대조군 대비 유의적으로 감소시키며, 농도의존적으로 QS을 저해하는 효능을 보였다 (Figure 1).
이번 실험 결과를 통해 L. plantarum APsulloc 331261을 이용해 제조한 유산균 발효 용해물의 피부 미생물 균총 조절 및 미생물 균형 유지에 도움을 줄 수 있는 화장품 원료로의 사용 가능성을 확인할 수 있었다.

후속연구

plantarum이 생성하는 박테리오신인 plantaricin 역시 QS에 영향을 미친다고 알려져 있다[21]. 이번 연구에서도 이러한 요인들이 QS 및 생장률에 영향을 미쳤을 거라 생각하지만, 정확한 메커니즘은 추가 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	피부의 역할은 무엇인가?	피부는 인체에서 가장 큰 기관이며 외부 환경으로부터 인체를 보호하는 장벽으로, 인체의 첫 번째 방어선 역할을 한다. 피부에는 다양한 박테리아, 곰팡이 및 바이러스가 서식하고 있으며, 이들이 구성하고 있는 군집 역시 다양한 피부 질환으로부터 숙주를 보호하는 역할을 한다 [1,2].
	유산균 발효 용해물이란 무엇인가?	유산균 발효 용해물은 유산균 발효물을 가열, 압력, 효소 반응 등을 이용하여 용해한 것으로, 최근 화장품 원료로 자주 사용되고 있다. 이들은 프로바이오틱스와 달리, 살아있지 않지만 그 모체인 프로바이오틱스와 유사한 효능을 나타내기도 한다.
	박테리아, 곰팡이 및 바이러스와 같은 미생물들은 어떤 영향을 받으며 피부에서 균형을 이루며 군집을 이루고 서식하고 있는가?	피부에는 다양한 박테리아, 곰팡이 및 바이러스가 서식하고 있으며, 이들이 구성하고 있는 군집 역시 다양한 피부 질환으로부터 숙주를 보호하는 역할을 한다 [1,2]. 이러한 미생물들은 피지, pH 등의 내부적 요인과, 기온, 습도 등의 외부적 요인들에 의해 영향을 받으며 피부에서 균형을 이루며 군집을 이루고 서식하고 있다. 이러한 피부 미생물 군집의 균형이 깨지게 되면 피부 질환의 원인이 될 수 있다[3-5].

참고문헌 (21)

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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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