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서재구(Jae-Gu Seo),이과수(Gwa-Soo Lee),김진응(Jin-Eung Kim),정명준(Myung-Jun Chung) 한국생물공학회 2010 KSBB Journal Vol.25 No.4
프로바이오틱스는 위장관에서 고유의 생리활성을 발휘하기 때문에 섭취 후 최대한 장까지 사멸하지 않고 도달하도록 하는 코팅이나 encapsulation 기술이 개발되어 왔다. 이와 함께 제품의 형태도 여러 종류의 유산균이 포함된 multispecies probiotics가 선호되는 추세이며 높은 생균수를 가지는 제품들이 개발되고 있다. 프로바이오토틱 시장은 현재까지 생균 중심의 제품들이 대부분을 차지하고 있으나 사균체 제품 또는 박테리오신과 같은 항균물질을 포함하는 제품 또한 다양한 분야에 적용될 수 있고 생균제와 비교하여 여러가지 장점을 가지고 있어 관련 제품개발이 이루어져야 할 것으로 보인다. 프로바이오틱 제품들은 살아 있는 생균제로서 질환특이적 효능을 바탕으로 개발되고 있으나 질환개선 효능 표시에 대한 규제가 강화되고 있어 이에 대한 대비가 필요하다. 이를 위해 제품에 사용된 strain의 동정, 안전성 및 기능성에 대한 과학적 증거가 제시되어야 할 것이며 임상을 통한 안전성과 효능에 대한 검증 자료가 필요할 것으로 보인다. 이와 같은 프로바이오틱스 제품의 헬스클레임에 대한 엄격해진 검증은 앞으로 프로바이오틱 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. Probiotics beneficially affect the health of the host via various mechanisms in the intestine. Recent developments in probiotic products have mainly been made to maximize probiotic effects in human. In this regard, probiotic products containing doubly coated or encapsulated cells, multi-species probiotics, or high viable cell number (10<SUP>10</SUP> viable cells/gram or more) have been developed and are already available in the market. Until now, the majority of probiotics contain live cells but little attention has been paid to other alternative products such as heat-killed cell or bacteriocin-containing ones, which could have broad applications due to advantages over live cell-based probiotics, such as safety and stability. In addition, genetically engineered lactic acid bacteria could be of great importance in the field of alimentary health if they are carefully designed for biological safety. Although a number of probiotics are marketed by claiming health benefits, regulations for health claims will be more stringent. Therefore sufficient scientific and clinical evidences supporting the safety and efficacy of the potential probiotic strain will be required by the regulatory authority for a health claim, which thus may have a huge impact on the future probiotic market.
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락토바실러스 아시도필러스 CBT LA1 생균과 사균체의 세포부착력, 자가응집력, 소수성 상호작용력, LPS 결합력에 대한 평가
신주현,이중수,서재구,Shin, Joo-Hyun,Lee, Joong-Su,Seo, Jae-Gu The Microbiological Society of Korea 2015 미생물학회지 Vol.51 No.3
프로바이오틱스에 대한 연구는 주로 생균의 효과가 많이 알려져 있지만 가열 처리된 유산균인 사균체의 기능에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 락토바실러스 아시도필러스 CBT LA1의 사균체의 장관장벽 기능에 대하여 in vitro, in vivo에서 실험하였다. 이를 위하여, 세포표면 소수성 상호작용력(cell surface hydrophobicity), 자가응집력(autoaggregation), 세포에 부착하는 능력(cell adhesion)과 자가응집력(autoaggregation), LPS와의 결합력을 조사하였다. 또한 HT-29 장상피세포에서 LPS로 유도되는 IL-8의 발현을 억제하는 효과를 조사하였다. CBT LA1을 80도에서 121도까지 10분 동안 열을 처리하였을 때, 80도에서 열을 처리한 CBT LA1 사균체가 가장 높은 세포에 부착하는 능력을 보여 주었다. CBT LA1 생균과 비교했을 때, 80도에서 열을 처리한 CBT LA1 사균체는 높은 LPS와의 결합력, 소수성 상호작용력, 자가응집력, HT-29 세포에 부착하는 능력과 IL-8의 발현을 억제하는 능력을 보여주었다. In vivo 실험에서 FITC로 label된 LPS를 투여하였을 때 16시간 후, CBT LA1 사균체를 섭취한 동물의 장관 내 LPS가 가장 많이 제거되었다. 이러한 연구 결과들은 CBT LA1 생균처럼 CBT LA1 사균체도 장관장벽 기능을 가지며 이는, 파마바이오틱스로서 그 가능성을 시사한다. Although studies on probiotics have been performed mostly with viable microbes, the beneficial functions of dead or heat-killed form of probiotic strains have also been examined. In this study, live and heat-killed forms of Lactobacillus acidophilus CBT LA1 were investigated in vitro and in vivo to evaluate the properties necessary for gut barrier protection. Cell surface hydrophobicity (CSH), autoaggregation (AA), cell adhesion, and lipopolysaccharide (LPS)-binding properties were evaluated. In addition, the suppressive effect on LPS-induced interleukin (IL)-8 expression was investigated in HT-29 cells. To identify optimal conditions for CBT LA1 to adhere to HT-29 cells, CBT LA1 cells were heat-treated at 80, 85, 90, 95, 100, or $121^{\circ}C$ for 10 min; cells treated at $80^{\circ}C$ for 10 min showed the highest adhesion. Heat-killed bacteria at $80^{\circ}C$ showed higher levels of LPS-binding, CSH, AA, adhesion to HT-29, and suppression of IL-8 expression than did live CBT LA1. In vivo imaging was performed to evaluate the ability of live or heat-killed CBT LA1 to remove LPS from the intestine in a rat model of infection. At 16 h after infection, fluorescence from FITC-conjugated LPS had mostly disappeared from the intestine of the rats administered with live or heat-killed CBT LA1; the effect was greater with heat-killed CBT LA1 at $80^{\circ}C$. These results suggest that heat-killed CBT LA1 as well as its live form can be applied as a pharmabiotic for protection of the gut barrier.
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강주연,이도경,박재은,김민지,이중수,서재구,정명준,신혜순,하남주,Kang, Joo Yeon,Lee, Do Kyung,Park, Jae Eun,Kim, Min Ji,Lee, Joong-Su,Seo, Jae-Gu,Chung, Myung Jun,Shin, Hea Soon,Ha, Nam Joo The Microbiological Society of Korea 2013 미생물학회지 Vol.49 No.3
프로바이오틱 박테리아는 면역력 활성 조절, 콜레스테롤 수치 억제, 유당내성 강화, 항종양 활성 등의 다양한 생리활성 기능으로 건강 증진 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 프로바이오틱 박테리아는 일단 섭취하게 되면 위장관을 통과하는 동안 산도가 낮거나 단백질분해 효소가 많은 열악한 환경에서 생존해야 하며 프로바이오틱 효과를 발휘하기 위해 증식해야 한다. 이중 코팅 기술은 펩타이드와 다당류의 이중코팅으로 섭취된 프로바이오틱 박테리아를 열악한 조건으로부터 보호하기 위해 개발되었다. 본 연구에서는 이중코팅 된 4종의 비피도박테리움 혼합물의 생존 안정성을 평가하기 위해 코팅이 되지 않은 비피도박테리움 혼합물과 담즙, 산 저항성 및 열 안정성을 비교 평가하였다. 이중 코팅 된 균주와 코팅이 되지 않은 균주를 산과 담즙 조건 및 $40^{\circ}C$에 노출 시킨 후 한천배지에 배양하여 생존생육 세포수를 측정하였으며, BacLigtht 키트를 이용하여 염색 한 후 유세포 분석기를 이용하여 생균과 사균의 세포수를 평가하였다. 이중코팅 된 균주 혼합물의 경우 코팅이 되지 않은 균주 혼합물 보다 산, 담즙 내성이 더 높았으며, 열 안전성 또한 코팅 되지 않은 균주 혼합물보다 높은 것으로 나타났다. 이 같은 결과들로 이중코팅 기술은 프로바이오틱 박테리아의 안정성 및 섭취 후 위장관 트랙을 통과하는 동안 균주의 생존률을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. Probiotics have been reported to benefit human health by modulating immunity, lowering cholesterol, improving lactose tolerance, and preventing some cancer. Once ingested, probiotic microorganisms have to survive harsh conditions such as low pH, protease-rich condition, and bile salts during their passage through the gastro-intestinal (GI) tract colonize and proliferate to exert their probiotic effects. The dual coating technology, by which the bacteria are doubly coated with peptides and polysaccharides in consecutive order, was developed to protect the ingested bacteria from the harsh conditions. The aim of the study was to evaluate the viable stability of a doubly coated blend of four species of Bifidobacterium by comparing its bile/acid resistance and heat viability in vitro with that of the non-coated blend. After challenges with acid, bile salts, heat, and viable cell counts (VVCs) of the dual coated and non-coated blend were determined by cultivation on agar plates or flow cytometric measurement after being stain with the BacLigtht kit$^{TM}$. The results showed that the dual coated blend was much higher resistant to the acidic or bile salt condition than the non-coated blend and heat viability was also higher, indicating that the dual coating can improve the survival of probiotic bacteria during their transit through the GI tract after consumption.
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