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Porphyromonas gingivalis에 대한 오리나무 줄기 추출물의 항균활성 및 생물막 형성 억제 효과
김혜수(Hye Soo Kim),조수정(Soo Jeong Cho) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.12
본 연구에서는 천연물유래 구강건강소재로써 염료식물의 이용 가능성을 알아보기 위해 오리나무, 옻나무, 치자나무, 황칠나무, 황벽나무, 회화나무 줄기 추출물의 구강미생물에 대한 항균활성을 조사하였다. 6 종의 국내 자생 염료식물의 줄기에서 추출한 에탄올 추출물 중 오리나무 줄기 추출물(1 mg/disc)이 치주질환 원인균인 P. gingivalis KCTC5352에 대해 가장 우수한 항균활성을 나타내었다. 오리나무 줄기 추출물은 P. gingivalis KCTC5352에 대해 양성대조구로 사용한 chlorhexidine과 유사한 항균활성을 나타내었으며 P. gingivalis KCTC5352의 MIC는 0.4 mg/ml였고 MBC는 0.6 mg/ml였다. 오리나무 줄기 추출물이 0.2-2.0 mg/ml 농도로 처리된 배양액에서 P. gingivalis KCTC5352의 바이오필름 생성율과 세균 생육은 추출물의 농도가 증가할수록 저해되는 경향을 보였다. 또한 P. gingivalis KCTC5352의 superoxide dismutase (SOD)와 섬모에 대한 mRNA 발현도 추출물의 농도가 높아질수록 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 종합하면 오리나무 줄기 추출물은 치주질환 원인균인 P. gingivalis KCTC5352에 대한 항균활성과 생물막 생성 억제능이 우수하기 때문에 천연물유래 구강건강소재로써 이용 가능성이 높을 것으로 판단된다. This study investigated the potential of dye plants as natural oral health products. The antibacterial activity of ethanol stem extracts of A. japonica, R. verniciflua Stokes, G. jasminoides, D. morbifera, P. amurense Rupr., and S. japonica against P. gingivalis KCTC 5352, S. mutans KCTC3065, S. downei KCTC3634, S. sanguinis KCTC3284, and S. gordonii KCTC 3286 was confirmed. Among the stem extracts from 6 dye plants grown in Korea, ethanol extract from A. japonica stem (1 mg/disc) showed the highest antibacterial activity against P. gingivalis KCTC5352. The A. japonica stem extracts showed antibacterial activity similar to chlorhexidine, which was used as a positive control. The MIC and MBC of P. gingivalis KCTC5352 were 0.4 mg/ml and 0.6 mg/ml, respectively. The biofilm production rate and cell growth of P. gingivalis KCTC5352 in the cultures treated with 0.2-2.0 mg/ml of A. japonica extract were significantly decreased in a concentration-dependent manner. In addition, the mRNA expression of the superoxide dismutase and fimA associated with fimbriae formation in these cultures was suppressed, also in a concentration-dependent manner. Based on these results, it is concluded that A. japonica stem extracts can be used as an oral health product derived from natural materials, as demonstrated by its antibacterial action against and inhibition of biofilm formation of P. gingivalis KCTC5352.
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Porphyromonas gingivalis에 대한 노각나무 잎 추출물의 항균활성 및 생물막 형성 억제 효과
김혜수(Hye Soo Kim),박민정(Min Jeong Park),김수정(Soo Jeong Kim),김부경(Bu Kyung Kim),박준호(JunHo Park),김대현(DaeHyun Kim),조수정(Soo Jeong Cho) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.3
본 연구에서는 천연물유래 구강건강 개선소재로써 노각나무의 이용 가능성을 알아보기 위해 노각나무 잎과 줄기를 에탄올에 추출한 다음 구강미생물에 대한 추출물의 항균활성을 조사하였다. 노각나무 잎과 줄기 추출물(1 mg/disc)은 구강미생물 중 P. gingivalis KCTC5352에 대해서만 항균활성을 나타내었으며 줄기보다는 잎 추출물의 항균활성이 우수하였다. 시판되고 있는 구강케어제품에 사용되고 있는 항균제와 노각나무 잎 추출물의 항균활성을 비교한 결과, P. gingivalis에 대한 노각나무 잎 추출물과 양성대조구로 사용한 triclosan의 항균활성은 유사하게 나타났으며. P. gingivalis에 대한 노각나무 잎 추출물의 MIC는 0.4 mg/ml이고 정균작용을 하였다. 노각나무 잎 추출물이 0.2-2.0 mg/ml 농도로 처리된 배양액에서 P. gingivalis KCTC5352의 생물막 형성과 세균 생육은 추출물의 농도가 증가할수록 농도의존적으로 억제되는 경향을 보였다. 또한 노각나무 잎 추출물(1 mg/ml) 처리가 P. gingivalis의 생물막 형성에 미치는 영향을 주사전자현미경으로 관찰한 결과에 의하면 추출물을 처리하지 않은 대조구는 추출물 처리구에 비해 P. gingivalis가 군집을 이루며 모여 있었고 세포 주변에서 생물막이 관찰되었지만 추출물을 처리한 처리구의 세포 주변에서는 생물막을 관찰할 수 없었다. qRT-PCR을 이용하여 생물막 형성 초기 과정에서 치면 부착에 필수적인 섬모(fimbriae)관련 mRNA 발현 양상을 0조사한 결과, 노각나무 잎 추출물이 0.2-2.0 mg/ml의 농도로 처리된 배양액에서 fimA와 mfa1 유전자 발현은 추출물의 농도가 높아질수록 농도의존적으로 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 종합하면 노각나무 잎 추출물은 치주질환 원인균인 P. gingivalis에 대한 항균 활성과 생물막 형성 억제능이 우수하기 때문에 천연물유래 구강건강 개선소재로써 이용 가능성이 높을 것으로 판단된다. This study was conducted to investigate the potential of Stewartia koreana as oral healthcare materials. The antibacterial activity of ethanol extracts from leaves and branches of S. koreana against oral bacteria was confirmed. The leaf and branch extracts (1 mg/disc) showed antibacterial activity against P. gingivalis only among several tested oral bacteria. The leaf extracts showed higher antibacterial activity, with values similar to those of chlorhexidine, which was used as a positive control. The MIC of the leaf extract against P. gingivalis was 0.4 mg/ml and showed bacteriostatic action. The inhibitory effects of the extract on biofilm formation and on gene expression related to biofilm formation by P. gingivalis were determined by biofilm biomass staining, scanning electron microscopy (SEM), and qRT-PCR analysis. The biofilm production rate and cell growth of P. gingivalis in the cultures treated with 0.2-2.0 mg/ml of S. koreana leaf extracts were significantly decreased in a concentration-dependent manner. The inhibitory effect on the formation of P. gingivalis biofilms at concentrations of 1 mg/ml was confirmed by SEM. The qRT-PCR analysis showed concentration-dependent suppression of the fimA and fimB gene expression associated with fimbriae formation in the cultures treated with 0.2-2.0 mg/ml S. koreana leaf extract. These results support the conclusion that S. koreana leaf extracts can be used as oral healthcare materials derived from natural materials, as demonstrated by the antibacterial action and inhibition of biofilm formation of P. gingivalis.
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