골은 지속적으로 재형성이 일어나며, 오래된 골을 흡수하는 파골세포와 새로운 골을 생성하는 조골세포의 균형에 의하여 항상성이 유지된다. 골대사의 건전성을 측정하기 위한 골흡수 표시자에는 tartrate resistant acid phosphatase, pyridinium 연결부위, 콜라겐 telopeptide 등이 있으며, 골 형성 표시자로는 골 유래 alkaline phosphatase, osteocalcin, procollagen I extension peptide를 사용할 수 있다. 골밀도를 증진하기 위한 기능성 소재로는 milk basic protein, lactoferrin 등이 있으며, 우유의 유산균 발효과정에 의하여 생산되는 생리활성 펩타이드도 골밀도의 증진에 기여할 수 있다. Lactobacillus casei ATCC 393을 이용하여 생산한 발효분해물은 다양한 조골세포의 생화학적 지표 평가와 동물실험 결과를 근거로 할 때 조골세포의 증식과 분화를 촉진하고 파골세포의 활성을 억제시킴으로써 골대사를 개선할 수 있는 것으로 나타났다.
골은 지속적으로 재형성이 일어나며, 오래된 골을 흡수하는 파골세포와 새로운 골을 생성하는 조골세포의 균형에 의하여 항상성이 유지된다. 골대사의 건전성을 측정하기 위한 골흡수 표시자에는 tartrate resistant acid phosphatase, pyridinium 연결부위, 콜라겐 telopeptide 등이 있으며, 골 형성 표시자로는 골 유래 alkaline phosphatase, osteocalcin, procollagen I extension peptide를 사용할 수 있다. 골밀도를 증진하기 위한 기능성 소재로는 milk basic protein, lactoferrin 등이 있으며, 우유의 유산균 발효과정에 의하여 생산되는 생리활성 펩타이드도 골밀도의 증진에 기여할 수 있다. Lactobacillus casei ATCC 393을 이용하여 생산한 발효분해물은 다양한 조골세포의 생화학적 지표 평가와 동물실험 결과를 근거로 할 때 조골세포의 증식과 분화를 촉진하고 파골세포의 활성을 억제시킴으로써 골대사를 개선할 수 있는 것으로 나타났다.
Bone undergoes continuous remodeling throughout the life and bone health is governed by the balance of bone resorbing osteoclast and bone forming osteoblast. Bone resorption is reflected in tartrate resistant acid phosphatase, pyridinium cross link and collagen telopeptide, whereas bone formation ac...
Bone undergoes continuous remodeling throughout the life and bone health is governed by the balance of bone resorbing osteoclast and bone forming osteoblast. Bone resorption is reflected in tartrate resistant acid phosphatase, pyridinium cross link and collagen telopeptide, whereas bone formation activity can be expressed as bone specific alkaline phosphatase, osteocalcin and procollagen I extension peptide. Milk basic protein and lactoferrin have been reported as active proteins to modulating bone metabolism. In addition to these proteins, some bioactive milk peptides released during lactic fermentation may provide beneficial effect on bone metabolism. The effects of fermented products of Lactobacillus casei ATCC 393 on bone metabolism were investigated using a variety of biochemical markers in osteoblastic MC3T3-E1 cells and ovariectomized rats. Based on the results, the fermented products of Lactobacillus casei ATCC 393 played an functional role in bone metabolism by suppressing bone resorption and by increasing bone formation.
Bone undergoes continuous remodeling throughout the life and bone health is governed by the balance of bone resorbing osteoclast and bone forming osteoblast. Bone resorption is reflected in tartrate resistant acid phosphatase, pyridinium cross link and collagen telopeptide, whereas bone formation activity can be expressed as bone specific alkaline phosphatase, osteocalcin and procollagen I extension peptide. Milk basic protein and lactoferrin have been reported as active proteins to modulating bone metabolism. In addition to these proteins, some bioactive milk peptides released during lactic fermentation may provide beneficial effect on bone metabolism. The effects of fermented products of Lactobacillus casei ATCC 393 on bone metabolism were investigated using a variety of biochemical markers in osteoblastic MC3T3-E1 cells and ovariectomized rats. Based on the results, the fermented products of Lactobacillus casei ATCC 393 played an functional role in bone metabolism by suppressing bone resorption and by increasing bone formation.
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문제 정의
골다공증은 흔히 발견되는 대사성 질환의 하나로 폐경기 이후의 여성뿐만 아니라 젊은 여성 그리고 남성들에게서도 증가하는 추세를 보이고 있으:며, 이미 사회적 문제로 대두되어 있다. 본 연구는 골밀도를 개선할 수 있는 기능성 소재를 생산함으로써 국민보건 향상에 도움을 주고자 실시하였으며, 산업적 측면에서는 우유로부터 유래한 고부가가치 의 기 능성 식품소재 를 생 산함으로써 낙농산업 의 발전에 기 여 하고자 수행 되 었다.
제안 방법
보 연구에서는 "Lactobacillus casei ATCC 393의 발효 분해물(이하 발효분해물)이 골대사에 미치는 엉향을 조사하기 위하여 조골세포주(MC3T3-E1 osteoblast cell line)를 이용한 in vitro 실험흘 실시하였으며 난소적출을 통하여 골다공증횰 유발한 Sprague-Dawley rat욜 이용하여 6주간의 단기 투여 후 골 대사에 미치는 효과를 분석하였다, 발효분해물은 조골세포의 증식을 유의적으로 증가시켰으며, 증식 촉진 효과는 농도 의존적 경향을 나타내었다. 또한 ALP 활성 및 OCN mRNA의 발현량도 유의적으로 증가하였다.
성능/효과
흥미롭게도 ]. casei ATCC 393 발효분해물을 조골세포에 첨가하여 배양한 후 특이적으로 발현이 변화되는 단백질을 동정한 결과, 조골세포의 세포내단백칠 중 3개의 단백칠(Eva6 protein, A630038 E17 Rik protein, Ankyrin repeat domain protein 10)의 발현이 특이적으로 3배 이상 증가하였으며 glutamate receptor- interacting protein 1의 경우 3배 이상 발현에 특이적으로 감소하였다. 이 중 특히 Eva6 proteine fibroblast growth factor receptor 3와 높은 homology를 가지는 것으로 보고되었으며 FGF의 경우 MC3T3-E1의 성장을 촉진시키는 것으로 보고 있어 이들의 상관관계가 조골세포의 성장에 중요한 역할을 하는 것으로 추정된다
골밀도와 고강도 역시 동일한 경향을 나타내었다. 또한, 파골세포의 활성과 관련이 있는 TRAP과 CTx의 경우에는 난소 적출대조구보다 유의적으로 낮게 유지 됨으로써 발효분해물이 골흡수의 억제 에도 효과적으로 작용한것으로 나타났다. 위의 결과들을 근거로 할 때 Lactobacillus casei ATCC 393을 유효성분으로 하는 발효분해물은 골대사를 개선할 수 있는 기능성 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다
발효분해물을 사료의 1% 수준으로 첨가하여 6주간 급여한 동물실험에서는 대퇴골의 건조 후무게와 칼슘함량이 난소 적출전과 동일한 수준으로 유지되었으며 난소적출 대조구의 경우보다 유의적으로 높은 반면 칼슘과 인의 비율은 변화 없이 유지되었다. 골밀도와 고강도 역시 동일한 경향을 나타내었다.
위의 결과를 바탕으로 할 때, 유청에 미량으로 존재하는 염기성 단백질 분획이 홀밀도르 강화시킬 수 있는 졌으로 생각되며, 따라서 우유는 단순히 뼈에 필요한 칼슘을 공급하는 것 이상의 기능을 가지고 있다. 또 다른 연구보고에 의하면 우유에서 분리한 lactoferrin도 골밀도 증진에 우수한 효과' 나타내었다는 보고가 있으나(Cornish et al.
후속연구
또한, 파골세포의 활성과 관련이 있는 TRAP과 CTx의 경우에는 난소 적출대조구보다 유의적으로 낮게 유지 됨으로써 발효분해물이 골흡수의 억제 에도 효과적으로 작용한것으로 나타났다. 위의 결과들을 근거로 할 때 Lactobacillus casei ATCC 393을 유효성분으로 하는 발효분해물은 골대사를 개선할 수 있는 기능성 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다
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