[논문]노각나무 가지 추출물이 Porphyromonas gingivalis의 바이오필름 형성에 미치는 영향

박민정; 김혜수; 김한비; 박준호; 유찬열; 조수정

doi:10.5352/jls.2022.32.1.56

노각나무 가지 추출물이 Porphyromonas gingivalis의 바이오필름 형성에 미치는 영향
Effect of Stewartia koreana Nakai Branch Extracts on the Biofilm Formation of Porphyromonas gingivalis 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.32 no.1, 2022년, pp.56 - 62

박민정 (경상국립대학교 제약공학과) , 김혜수 (경상국립대학교 제약공학과) , 김한비 (경상국립대학교 제약공학과) , 박준호 (경남산림환경연구원) , 유찬열 (경남산림환경연구원) , 조수정 (경상국립대학교 제약공학과)

초록
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본 연구에서는 천연물유래 구강건강 개선소재로써 노각나무 가지의 이용 가능성을 검토하기 위해 노각나무 가지 추출물이 치주염 원인균인 P. gingivalis KCTC5352의 병원성인자(virulence factor)에 미치는 영향을 조사하였다. 추출물은 P. gingivalis에 대해 정균작용을 나타내었고 P. gingivalis에 대한 추출물의 MIC는 0.6 mg/ml였다. 추출물 처리구(0.2-2.0 mg/ml)에서 P. gingivalis의 병원성 인자인 바이오필름은 추출물의 농도가 증가할수록 농도 의존적으로 억제되는 경향을 나타내었고, 주사전자현미경으로 추출물 처리구의 P. gingivalis를 관찰한 결과에 의하면 추출물 무처리구에서는 세포들의 응집(autoaggregation)과 바이오필름이 관찰되었지만 추출물 처리구에서는 세포들의 응집과 바이오필름이 관찰되지 않았다. qRT-PCR을 이용하여 P. gingivalis의 바이오필름 형성에 필수적인 섬모(fimbriae) 유전자에 대한 mRNA 발현을 조사한 결과에서도 섬모관련 유전자인 fimA와 fimB에 대한 mRNA 발현은 추출물의 농도가 높아질수록 농도의존적으로 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 종합하면 노각나무 가지 추출물은 치주염 원인균인 P. gingivalis에 대해 정균작용을 나타낼 뿐만 아니라 P. gingivalis의 병원성 인자인 바이오필름의 형성을 효과적으로 억제할 수 있기 때문에 천연물유래 구강건강 개선소재로써 이용 가능성이 높을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was investigated to evaluate the potential of Stewartia koreana Nakai as an oral healthcare material. The inhibitory effects of extracts on the biofilm formation and fimbriae genes expression of Porphyromonas gingivalis were determined by minimal inhibitory concentrations (MIC), biofilm biomass staining, SEM, and qRT-PCR analysis. The S. koreana Nakai branch was extracted into 70% ethanol, and bacteriostatic MIC of extracts against P. gingivalis were 0.6 mg/ml. In P. gingivalis cultures treated with 0.2-2.0 mg/ml of extract, biofilm production rate was significantly decreased in a concentration-dependent manner. The morphology of treated and untreated samples was observed by SEM, and cell aggregation and biofilm were only observed in those treated with extract. Subsequently, qRT-PCR analysis showed that the mRNA expression on fimbriae genes fimA and fimB was suppressed in a concentration-dependent manner. Based on these results, it can be suggested that S. koreana branch extract has the potential to be used as naturally derived oral healthcare material because of its bacteriostatic action and inhibition of P. gingivalis biofilm formation.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Oligonucleotides used for qRT-PCR in this study
그림 Fig. 1. Comparison of colony morphology on tryptic soy hemin menadione agar plates with congo red and coomassie brilliant blue. Colony of P. gingivalis KCTC5352 grown without branch extracts of S. koreana (A) and with 1 mg/ml branch extracts of S. koreana (B).
표 Table 2. Minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of branch extracts of S. koreana against P. gingivalis
그림 Fig. 2. Bacterial growth and biofilm formation of P. gingivalis KCTC5352 in tryptic soy hemin menadione broth treated with branch extracts of S. koreana (0.2-2.0 mg/ml). Growth and biofilm formation were measured under anaerobic condition. All assays were performed in triplicate, and mean values and standard deviations are shown.
그림 Fig. 3. Scanning electron microscopy (SEM) micrographs, at 10,000X magnification, of P. gingivalis KCTC5352 in the absence (A) and presence (B) of branch extracts of S. koreana (0.6 mg/ml). Scale bar, 5 μm.
그림 Fig. 4. Effects of branch extracts of S. koreana on mRNA expression of fimA and fimB genes in P. gingivalis KCTC 5352 by qRT-PCR analysis. The mRNA expression was normalized to 16S rRNA gene used as a reference gene. Results are shown as the ± SD of five replicates. *p<0.05, as compared with the control.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 천연물 유래 구강 건강 소재로써 노각나무 가지의 이용 가능성을 검토하기 위해 노각나무 가지 추출물이 치주염 원인균인 P. gingivalis의 바이오필름 형성에 미치는 영향을 조사하였다.

제안 방법

노각나무 가지 추출물 처리가 P. gingivalis의 섬모 관련 유전자에 대한 mRNA 발현에 미치는 영향은 섬모 유전자를 primer 로 이용한 qRT-PCR로 확인하였다. 추출물(0.

데이터처리

모든 실험은 3회 이상 반복 실험을 수행하였으며, 실험 결과의 평균값과 표준오차는 SAS (Statistical analysis system, USA) program을 사용하여 구하였고, 실험 결과의 통계적 유의성은 p<0.05 수준에서 Duncan’s 다중 검정법으로 검증하였다.

성능/효과

P. gingivalis에 대한 노각나무 가지 추출물의 최소살균농도(MBC) 는 최소성장억제농도를 확인한 후 최소성장억제농도인 0.6 mg/ml 이상의 농도에 해당하는 P. gingivalis 배양액을 추출물 무첨가 고체 배지에 배양하여 확인하였으며, 최소성장억제농도인 0.
6-2 mg/ml의 추출물 처리 농도에서 P. gingivalis에 대한 노각나무 가지 추출물의 항균활성은 농도의존적으로 증가하였다. P.
4와 같으며, P. gingivalis의 fimA와 fimB 유전자에 대한 mRNA 발현은 추출물의 농도가 높아질수록 농도의존적으로 억제되는 경향을 나타내었다.
이상의 결과를 종합하면 노각나무 가지 추출물은 P. gingi- valis에 대해 정균 작용을 나타내며, 바이오필름 형성 초기 단계에서 바이오필름 형성을 억제할 수 있기 때문에 노각나무 가지 추출물의 바이오필름 형성 억제에 관한 추가적인 연구들이 진행된다면 노각나무 가지 추출물은 P.

후속연구

이상의 결과를 종합하면 노각나무 가지 추출물은 P. gingi- valis에 대해 정균 작용을 나타내며, 바이오필름 형성 초기 단계에서 바이오필름 형성을 억제할 수 있기 때문에 노각나무 가지 추출물의 바이오필름 형성 억제에 관한 추가적인 연구들이 진행된다면 노각나무 가지 추출물은 P. gingivalis의 병인성 인자(virulence factor)를 조절하여 치주염을 예방하거나 치료할 수 있는 구강건강 소재로서 개발 가능성이 높다고 판단된다.
gingi- valis에 대해 정균 작용을 나타내며, 바이오필름 형성 초기 단계에서 바이오필름 형성을 억제할 수 있기 때문에 노각나무 가지 추출물의 바이오필름 형성 억제에 관한 추가적인 연구들이 진행된다면 노각나무 가지 추출물은 P. gingivalis의 병인성 인자(virulence factor)를 조절하여 치주염을 예방하거나 치료할 수 있는 구강건강 소재로서 개발 가능성이 높다고 판단된다.

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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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