초록 ▼

□ 연구개요
장내 미생물 불균형 유래 장 질환 개선 포스트바이오틱스를 기반으로 하는 발효식품소재를 개발하기 위해 염증 개선 효과를 지니는 토종 신규 프로바이오틱스를 발굴하고 선발된 프로바이오틱스와 식물추출물 프리바이오틱스 대체소재(꾸지뽕잎 추출물, Cudrania tricuspidata leaf extract, CT)와의 synbiotic interaction을 검증하고자 함. 최적의 신바이오틱스 유단백질 발효물(Synbiotic combination of Lactobacillus gasseri and CT, FCT)이 동물모

□ 연구개요
장내 미생물 불균형 유래 장 질환 개선 포스트바이오틱스를 기반으로 하는 발효식품소재를 개발하기 위해 염증 개선 효과를 지니는 토종 신규 프로바이오틱스를 발굴하고 선발된 프로바이오틱스와 식물추출물 프리바이오틱스 대체소재(꾸지뽕잎 추출물, Cudrania tricuspidata leaf extract, CT)와의 synbiotic interaction을 검증하고자 함. 최적의 신바이오틱스 유단백질 발효물(Synbiotic combination of Lactobacillus gasseri and CT, FCT)이 동물모델에서 염증성 장 질환에 따른 장 및 뇌 기능 보호 효과 검증 및 메커니즘을 규명하고 동물 장내 마이크로바이옴 분석을 통한 질환 개선과의 상관관계를 분석하고자 하였고 신바이오틱스 유래 포스트바이오틱스 핵심 대사물질 발굴하기 위해 bioactive peptides 분석을 진행하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
영유아 분변 유래 기보유 프로바이오틱스(L.gasseri strains) 후보균주 중 항산화 활성이 높은 균주를 기준으로 선발함. 총 20종의 프로바이오틱스 후보균주 중 16종이 1차 선발됨. 선발된 프로바이오틱스와 프리바이오틱스 대체소재(CT)와 최적 발효물 조합을 선정하고자 항산화 활성 결과에 따라 Lactobacillus gasseri KML14 (KML14)가 최종 선발됨. KML14를 사용하여 배양 시간에 따른 항산화 및 발효특성을 평가하여 최적 신바이오틱스 발효조건을 결정하였음. MALDI-TOF/MS/MS 이용해서 FCT 유래 peptides를 분석하였으며 총 6개의 펩타이드를 identification 하였음. in vitro cell 평가를 통한 선정 FCT 소재의 염증 억제 활성을 평가함. 대식 세포주인 RAW 264.7 세포 수준에서 면역 활성 평가 진행하였으며, FCT를 처리한 세포에서 높은 생존률과 함께 NO 생성량 및 염증 관련 인자 발현량의 경우 농도 의존적으로 감소시키는 것을 확인함. Gut to brain axis 기반 기전을 확인하기 위한 염증성 장질환 동물모델을 사용하여 CT 및 FCT의 유효성을 검증함. 대조군 마우스 그룹과 비교하여 FCT를 경구투여한 그룹에서 유의적으로 체중의 감소량이 줄어들었으며, 장 내 항염증 관련 인자와 tight junction 관련 인자의 발현량이 유의적으로 개선되는 것을 확인함. 뇌의 질환 영향을 검증하기 위해 BDNF, Bax, Bcl-2 발현량을 확인하였으며 Neuro-inflammatory marker인 COX-2, iNOS의 발현의 증가와 함께 그룹 간 특정 장내 균총의 변화를 확인함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1. 다양하고 복잡하게 얽힌 장내 환경으로부터 유래된 스트레스들이 상호작용하여 발병하게 되는 스트레스에 의한 대표적 위장관 질환과의 양방향 상호작용에 대한 기전연구에 있어 핵심적인 과학기술적 가치를 부여할 것으로 기대함.
2. 현재 프로바이오틱스 시장은 지속적인 성장을 하고 있으며, 프리바이오틱스의 활용을 통한 신바이오틱스 연구 및 제품 활용은 해외의 경우에 비하여 초기 단계이며, 포스트바이오틱스의 경우 시장 자체가 정립되어 있지 않으나, 신바이오틱스를 통하여 더욱 과학적으로 기능성이 검증된 신규 기능성 물질 기반 포스트바이오틱스 식품소재 및 발효유제품의 응용으로 신규 기능성 식품시장의 형성이 가능할 것으로 사료됨.
3. 이 연구를 통한 결과인 프로바이오틱스 균주와 천연물 프리바이오틱스와의 발효 소재는 토종 유익균, 국산농산자원을 활용한 마이크로바이옴 개선연구 및 포스트바이오틱스 식품개발 지원을 통해 실제적 성과 확보 및 글로벌 경쟁력 제고에 기여할 것으로 판단함.
4. 포스트바이오틱스 및 농.축산식품 유래 신소재의 정신건강 영역으로의 진입에 따른 고부가가치식품 개발을 통하여, 현대사회문제와 고령화 사회에 대응이 가능하며, 농림식품산업 내에서 산업 간 상생효과의 유도를 할 수 있는 바이오 자원과 바이오 식품분야에 대한 새로운 발전 전략을 제시할 수 있을 것으로 기대함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구목표 ... 4
• 나. 연구목표 ... 4
• 다. 연구의 추진전략 및 방법 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 가. 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 나. 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 다. 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 자체점검표 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 23