미생물 발효된 β- Glucan이 고지방식이 섭취 비만동물의 지질개선 및 체중감소에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

최근 항비만 소재로 β-glucan에 대한 연구들이 진행되고 있으며, 이중 β-glucan은 곡물, 버섯 및 효모의 세포벽 내에 존재하는 다당류로 알려져 있다.
본 연구에 사용한 시료는 이러한 β-glucan에 Aureobasidium pullulans IMS-822 미생물 발효를 시켜 면역증강 활성이 높은 수용성 β-glucan 즉 β-(1→3)(1→6)-glucan을 얻었다.
이에 본 연구에서는 미생물 발효된 β-glucan의 항비만 효능을 검증하기위해 3T3-L1 전지방세포의 지방분화 저해 효과, 지방형성 유전자 발현에 미치는 영향 및 고지방식이로 유도된 비만 동물 모델에서 체중, 체내 지방량 감소와 혈중 지질대사, 간 기능의 변화, 혈당 개선 효과에 대해 규명하고자 하였다.
3T3-L1 전지방세포의 지방분화유도는 Oil Red O staining을 통해 확인하였고 Peroxisome proliferation activated receptor(PPARγ), adipocyte protein 2(aP2), Acetyl -CoA carboxylase(ACC) 유전자의 발현정도로 mRNA 수준에서의 항비만 효과를 측정하였다. 실험동물은 C57BL/6계 수컷 생쥐를 일반식이, 고지방식이 섭취군으로 나누어 4주간 비만을 유도한 후, 그 중 10마리씩 4개 그룹으로 구성하여 일반식이군(STD), 고지방식이군(HFD), 고지방식이·미생물 발효된 β-glucan 1% 섭취군(HFD+FBG 1%), 고지방식이·미생물 발효된 β-glucan 5% 섭취군(HFD+FBG 5%)으로 나누어 5주간 사육하였다.
In vitro 실험결과, 3T3-L1 전지방세포의 지방형성은 FBG 100 μg/mL에서 지방세포 분화군에 비해 40% 이상 유의적으로 감소된 것을 확인할 수 있었고(P<0.05), 유전자발현정도는 지방세포분화와 관련된 aP2와 PPARγ 유전자의 경우, FBG 100 μg/mL 처리군에서 유의적으로 억제능을 보였으며, ACC유전자의 경우도 농도 의존적으로 발현이 억제됨을 관찰하였다.
In vivo 실험결과, 체중증가량, 식이섭취량 및 식이효율은 HFD+FBG 1%섭취군에서 HFD군에 비해 각각 67.1%, 28.6%, 55.0%의 감소율을 나타내었고, HFD+FBG 5%섭취군에서도 각각 85.7%, 40.0%, 75.0%의 감소율을 나타내었다.
체중대비 간과 부고환지방의 무게는 HFD군에 비해 HFD+FBG 1%섭취군에서 간의 경우 30.6%이상, 부고환지방의 경우 47.9%가 감소되었고, HFD+FBG 5%섭취군에서는 각각 32.0%, 49.3%로 나타나 농도 의존적으로 유의적 감소를 나타내었다(P<0.05).
혈중 지질변화 결과, 중성지질은 HFD+FBG 1%, 5%섭취군에서 각각 HFD군에 비해 10.6%과 41.0%의 저해능을, 총콜레스테롤은 HFD+FBG 1%, HFD+FBG 5%섭취군에서 각각 HFD군에 비해 16.4%과 37.0%의 저해능을, LDL-콜레스테롤은 HFD+FBG 1%섭취군과 HFD+FBG 5%섭취군에서 각각 HFD군에 비해 40.3%과 72.0%의 저해능을 나타내었고 HDL-콜레스테롤의 유의적인 상승을 나타내어 결과적으로 동맥경화지수를 각각 54.5%와 78.8%로 유의적으로 감소시키는 것을 관찰 할 수 있었다(P<0.05).
또한 비만으로 나타날 수 있는 당대사이상을 개선해 주었으며, 간기능관련 지표로 알려진 GOT와 GPT수준도 HFD+FBG 1%섭취군에서 HFD군에 비해 각각 24.7%과 36.9%의 저해능을, HFD+FBG 5%섭취군에서 각각 10.3%와 23.7% 감소율을 나타내어 미생물 발효된 β-glucan 의 탁월한 지질개선 및 항비만 효능을 검증할 수 있었고, 실험동물의 부고환조직에서의 비만관련 유전자의 변화 또한 관찰하였는데 결과적으로 ACC와 PPARr 유전자의 유의적인 발현 감소를 관찰할 수 있었다.
이상의 연구결과를 통해, 미생물 발효된 β-glucan이 3T3-L1 전지방세포의 지방분화와 지방형성 유전자 발현을 억제하며 고지방식이로 유도된 비만 쥐의 체중 및 지방량 감소, 혈중 지질대사와 혈당 및 내당능 개선에 효능을 보이는 것으로 사료된다.
본 연구를 통하여 미생물 발효된 β-glucan은 체중조절 및 혈당조절의 기능성 식품 소재로 이용 효과가 높음을 알 수 있었다.