초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
- 프로바이오틱스 유산균주가 당뇨 질환 동물 모델에서 glucose homeostasis를 정상화시키는 것으로 알려져 새로운 항당뇨 물질로서 주목받고 있다. 이에 (주)바이오니아는 모유로부터 프로바이오틱스 특성을 가진 Lactobacillus gasseri BNR17(이하 BNR17)을 분리하였으며, 전임상, 임상실험을 통하여 이 균주가 혈당 저하 기능이 있음을 확인하였다.
- 첫 번째 동물실험은 10주간 고지방식이를 섭취시켜 당뇨병을 유도한 후 STZ를 투여하여 당뇨 증세가 나타나도록 하였으며, BNR

Ⅳ. 연구개발결과
- 프로바이오틱스 유산균주가 당뇨 질환 동물 모델에서 glucose homeostasis를 정상화시키는 것으로 알려져 새로운 항당뇨 물질로서 주목받고 있다. 이에 (주)바이오니아는 모유로부터 프로바이오틱스 특성을 가진 Lactobacillus gasseri BNR17(이하 BNR17)을 분리하였으며, 전임상, 임상실험을 통하여 이 균주가 혈당 저하 기능이 있음을 확인하였다.
- 첫 번째 동물실험은 10주간 고지방식이를 섭취시켜 당뇨병을 유도한 후 STZ를 투여하여 당뇨 증세가 나타나도록 하였으며, BNR17이 혈당과 관련 바이오마커에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과 식전 혈당 및 OGTT 역시 BNR17 투여에 의해 고지방식이 실험군보다 감소하는 것을 확인하였다. 고지방식이 및 STZ 투여가 HbA1c 에 있어서 유의적인 증가를 유도하지는 않았으나, BNR17이 HbA1c를 다소 낮출 수 있음을 확인할 수는 있었다. 또한 포도당 수송체인 GLUT4의 발현이 BNR17에 의해 증가하는 것으로 나타났으며, 고혈당과 함께 동반되는 고인슐린증 (hyperinsulinemia)이 BNR17에 의해 완화되었다.
- 두 번재 동물실험을 통해, BNR17의 혈당감소 능력을 확인하였으며, 그 작용 기전을 예측할 수 있었다. BNR17 투여군의 지방 조직에서, 중요한 포도당 수송체인 GLUT4의 mRNA 발현량이 고탄수화물식이군보다 유의적으로 증가하는 것으로 나타나, BNR17이 항당뇨 효과를 가짐을 보여준다. 혈중 leptin, insulin 그리고 GIP가 BNR17에 의해 감소하는 것으로 나타나, BNR17에 의한 체중 및 지방 조직 무게의 증가 억제는 leptin이나 insulin의 감소와도 관련 있는 것으로 보인다.
첫 번째 고탄수화물식이로 비만을 유도한 동물실험에서 BNR17의 투여는 식이섭취량의 차이 없이 고탄수화물식이군에 비해 체중을 유의적으로 감소시켰다. 또한 복부 지방 및 피하 지방의 무게도 BNR17 투여군의 경우 거의 증가하지 않아 일반식이군과 유사한 정도의 무게를 가지는 것으로 나타났다. 내장 지방, 피하 지방, 부고환 지방, 신장 지방 등의 모든 지방 조직의 세포 크기가 BNR17 투여군에서 유의적으로 크게 감소였으며, 이는 BNR17이 지방 세포의 hypertrophy를 억제하는 것으로 보인다. 이러한 혈당 및 체지방 연구를 통하여 plos에 논문을 투고하였다.
- BNR17의 혈당 조절능 확인을 위해 유효용량 설정을 위한 인체적용시험(pilot study)를 수행하였다. Pilot study는 이중 맹검, 무작위 배정, 평행설계, 대조식품 대조시험으로 진행되었다. 연구대상자로는 과체중이며 내당능 장애가 있고, 과민성 대장 증후군 자각증상이 있는 20대 이상의 성인 남녀 55명을 모집하였다. 연구대상자들을 대조식품군(placebo), BNR17 저용량군(2x108 CFU), 중용량군(2x109 CFU), 고용량군(2x5x109 CFU)으로 무작위 배정하고, 4주간 섭취하도록 하였다. 경구 당 부하 검사를 통해 당 부하 후 혈당의 변화를 2시간 동안 관찰하였고, AUC (Area Under the curve), Cmax (maximum concentration), Tmax (peak time)를 계산한 결과, AUC, Cmax, Tmax는 섭취 전후 변화량과 각 방문 시점 별 군간 유의적 차이가 보이지 않았으나 섭취 전후 비교 시 BNR17 저용량군과 중용량군에서 혈당 AUC가 유의적으로 저하되었다. (P=0.039, P=0.014) 시험식품 섭취 전과 후 BNR17의 장 점착능을 확인하기 위하여 PCR 분석을 수행한 결과, 시험물질 섭취 후 중용량군에서 검출률이 90% 증가하여 가장 큰 증가율을 보였다. 대변 검체에서 염증반응 개선과 관련하여 interleukin-10 (IL-10), interleukin-6 (IL-6), 및 tumor necrosis factor-a (TNF-a) 농도를 측정한 결과, 시험식품 섭취 후 TNF-a의 발현이 대조군에 비해 고용량군에서 감소하였다.(P=0.058) 또한 과민성 대장 증후군의 증상 개선을 확인하기 위하여 증상의 심각 정도를 평가하는 설문지를 평가한 결과 고용량군에서 복통이 유의적으로 개선된 것이 관찰되었다.
- Lactobacillus gasseri BNR17의 혈당 조절능 및 장건강 기능성 확인을 위한 인체적용시험(본시험)을 수행하였다. 본 연구는 이중 맹검, 무작위 배정, 평행설계, 대조식품 대조시험으로 진행되었다. 본 연구에서는 혈당 조절능을 비롯해 pilot study에서 유의적인 효과가 확인된 장건강 기능성을 평가하기 위하여 설사형 과민성 대장증후군인 만 20세 이상 65세 이하의 성인남녀 60명을 모집하였다. 선정된 연구대상자는 대조군(placebo) 또는 시험군(BNR17)군으로 무작위배정되어 8주간 시험식품을 섭취하며, 섭취 전후 혈당관련 바이오마커, 장건강 관련 바이오마커를 측정하였다. 혈당관련지표 분석결과 공복혈당의 경우, BNR17군이 섭취 전과 비교하여 섭취 후에 유의적으로 감소함을 확인할 수 있었다. 8주간의 변화량에서는 대조군과 비교시 유의적인 차이가 없었다. 장건강 관련 지표의 경우, colonic transit time이 대조군에 비하여 BNR17군에 유의적으로 개선됨을 확인 할 수 있었고, 증상개선여부에 대한 설문평가에서도 복통 개선여부 등의 항목에서 BNR17군이 대조군에 비하여 유의적으로 개선됨을 확인할 수 있었다.
- 유산균은 특성상 온도, 습도 등 환경의 변화에 유산균이 민감하므로 제형의 연구, 안정성이 무엇 보다 중요하다. 그러므로 Lb. gasseri BNR17 유산균의 분말화 조건의 확립에 따른 분말을 이용한 캡슐, 스틱포, 정제, 제형을 개발하고, 제품의 안정성과 Lb. gasseri BNR17 유산균수 함량을 조사하여 제형에 따른 안정성(Stability)변화를 연구하였다. 이를 통해 상업적으로 사용할 수 있는 제형화를 완료하였다.
- 요구르트 제형, 나아가 BNR17 특이적 선택배지를 만들었으며 이를 통해 유가공 시장에 진입을 용이하게 하였다.
- 본 과제를 통해 완료한 동물실험, 인체시험을 통하여 기능성원료로 BNR17을 개발하였으며, 이를 통해 국내외 건강기능식품 소재로 라이센싱아웃 및 상업화가 가능하다고 판단된다.

Abstract ▼

IV. Results of research and development
- Probiotics Lactobacillus is known to normalize glucose homeostasis in diabetes animal models and is receiving attentions as a new diabetes drug. This is a matter of anti-diabetes. Lactobacillus gasseri BNR17 (BNR17) was separated from the breast milk. Ind

IV. Results of research and development
- Probiotics Lactobacillus is known to normalize glucose homeostasis in diabetes animal models and is receiving attentions as a new diabetes drug. This is a matter of anti-diabetes. Lactobacillus gasseri BNR17 (BNR17) was separated from the breast milk. Indicates that the blood sugar lowering capabilities, preclinical, clinical trials were confirmed.
- The first animal experiment from 10 weeks to induce diabetes by eating a high-fat diet. Diabetes symptom, caused by STZ injection is followed by a study of the impact of bio-markers in blood sugar. As a result, the blood sugar level, OGTT is reduced by BNR17. High-fat diet and STZ injection, this did not increase in HbA1c meaningful.
But BNR17 reduced the HbA1c In addition, glucose transport chain GLUT4 expression is increasing by BNR17. Hyperglycemia is accompanied by high insulin (hyperinsulinemia) this was mitigated by BNR17.
- The next Preclinical trial, check the blood sugar reduction capabilities of the BNR17, were able to predict the mechanism. Glucose transport chain GLUT4 mRNA expression level showed that the increase in BNR17. This is the BNR17 anti-diabetic effect. Leptin, insulin, and GIP is reduced by BNR17. The reduction of the body weight and adipose tissue weight seems to be related to the decrease of leptin and insulin. High-carbohydrate diet to induce obesity. As a result, What's the difference between dietary intake without High-carbohydrate diet compared to the note that the military has reduced in weight. In addition, abdominal fat and subcutaneous fat don't increase the weight of almost similar to control. Visceral fat, subcutaneous fat, epididymis, kidney fat, All of the fatty tissue cells size was significantly reduced in BNR17 treated group. Based on these results, BNR17 is hypertrophy of fat cells seems to suppress.
- To evaluate the effect of Lactobacillus gasseri BNR17 on glucose tolerance and the effective dose after consumption of BNR17 isolated from human breast milk, a double-blind, randomized, placebo-controlled clinical trial (pilot study) was performed.
Fifty-five overweight, post-prandial glucose intolerance, and additionally, subjective symptoms of irritable bowel syndrome subjects were recruited. Subjects were randomly assigned to four groups, placebo (dextrin) or low (2x108 CFU), intermediate (2x109 CFU), high (2x5x109 CFU) dose of BNR17, and asked to consume test materials for 4 weeks. AUC, Cmax, Tmax of blood glucose were not significantly different at baseline, 4 weeks, and in changes between pre- and post-treatment among groups. However, AUC changes between pre- and post-treatment were significantly decreased in low dose and intermediate dose group. Positively detected BNR17 in fecal samples by PCR showed the highest increase in intermediate dose group by 90% compared to baseline. Among the fecal inflammatory cytokines, TNF-a concentrations were low in high dose group compared to placebo group after 4 weeks intervention (P=0.058). Symptom scores of irritable bowel syndrome were significantly improved in abdominal pain in high dose group compared to placebo group.
- To evaluate the effect of Lactobacillus gasseri BNR17 on glucose tolerance and gut function after consumption of BNR17 isolated from human breast milk, a double-blind, randomized, placebo-controlled clinical trial was performed. Sixty adults with IBS-D symptom were recruited. Subjects were randomly assigned to placebo or BNR17 groups and asked to consume test materials for 8 weeks. Fasting blood glucose was significantly decreased in the BNR17 group but not in the placebo group. Changes of fasting blood glucose were not significantly different between the groups. Colonic transit time and abdominal pain were significantly improved in the BNR17 group compared with the placebo group.
- Lactic acid bacteria are sensitive to changes in the environment, such as temperature and humidity. Therefore, the study of the formulation, stability is more important than anything. To establish the conditions of a lactic acid powder capsules, tablets, formulations. And research on the safety and product stability. Commercially available formulations were complete.
- Yogurt formulation, moreover, has developed a specific selective medium through which to facilitate entering the market.
- Preclinical trial and clinical trial has been developing functional raw materials BNR17. This enables domestic and international health supplements available for commercialization and licensing-out