KR102229090B1 - 락토바실러스 가세리 swpm102를 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) SWPM102 (기탁번호 : KCTC13437BP) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 대한 것이다.
Description
본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102를 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 대한 것이다.
락토바실러스 속 (Lactobacillus sp.) 미생물은 동형 또는 이형발효를 하는 젖산 간균으로서 사람을 포함한 동물의 장관(Intestinal tract) 및 유제품이나 채소의 발효과정에서 흔히 볼 수 유산균의 하나이다. 락토바실러스 속 미생물은 장내 pH를 산성으로 유지시켜, 대장균(E. coli)이나 클로스트리디움(Clostridium)과 같은 유해균의 번식을 억제하고 설사와 변비를 개선할 뿐만 아니라, 비타민 합성, 항암 작용, 혈청 콜레스테롤 저하 등의 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
최근에는 락토바실러스를 이용한 식품 또는 약학적 조성물들이 개발되고 있는데, 예컨대, 한국등록특허 10-1884326호는 락토바실러스 브레비스 G1(Lactobacillus brevis G1) 균주(KCCM11898P)을 포함하는 식품 알레르기 예방 및 치료용 조성물을 개시하고 있고, 한국등록특허 10-1873898호는 락토바실러스 람노서스 CJLR1505(Lactobacillus rhamnosus CJLR1505)(KCCM11721P)의 사균체를 이용한 동물 사료용 조성물을 개시하고 있다.
본 발명자들은 락토바실러스 속 균주에 대하여 연구하던 중 한국 임산부들의 질내 시료에서 채취한 신규 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) SWPM102가 허혈성 뇌질환에 예방, 치료 및 개선 효과가 있는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 허혈성 뇌질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은,
락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은,
락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 첨가제을 제공한다.
본 발명의 조성물은 허혈성 뇌질환의 예방, 개선 또는 치료능을 갖는다.
도 1은 사균화된 락토바실러스 가세리 SWPM102의 전자 현미경 (SEM) 사진이다.
도 2는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 항생제 감수성 평가 결과이다.
도 3은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 억제환 측정 결과를 보여준다.
도 4는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주가 피부자극성이 없는 것을 보여준다.
도 5는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주가 염증 억제 효능을 갖는 것을 보여준다.
도 6은 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 및/또는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 비타민 K2와 함께 섭취 시 유의하게 체중이 증가한 것을 보여준다.
도 7은 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 또는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 투여한 후 MCAO 수술을 통하여 중간대뇌동맥을 폐쇄하여 허혈을 유발하고, 24시간 후에, 신경행동학적 검사를 실시한 점수 그래프이다.
도 8은 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 또는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 투여한 후 MCAO 수술을 통하여 중간대뇌동맥을 폐쇄하여 허혈을 유발하고, TTC 용액으로 뇌조직을 염색하여, 계산된 경색 용적이다.
도 9는 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 또는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 투여한 후 MCAO 수술을 통하여 중간대뇌동맥을 폐쇄하여 허혈을 유발하고, 경색 용적 평가를 위하여 TTC 용액으로 뇌조직을 염색한 사진이다.
도 2는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 항생제 감수성 평가 결과이다.
도 3은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 억제환 측정 결과를 보여준다.
도 4는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주가 피부자극성이 없는 것을 보여준다.
도 5는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주가 염증 억제 효능을 갖는 것을 보여준다.
도 6은 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 및/또는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 비타민 K2와 함께 섭취 시 유의하게 체중이 증가한 것을 보여준다.
도 7은 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 또는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 투여한 후 MCAO 수술을 통하여 중간대뇌동맥을 폐쇄하여 허혈을 유발하고, 24시간 후에, 신경행동학적 검사를 실시한 점수 그래프이다.
도 8은 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 또는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 투여한 후 MCAO 수술을 통하여 중간대뇌동맥을 폐쇄하여 허혈을 유발하고, TTC 용액으로 뇌조직을 염색하여, 계산된 경색 용적이다.
도 9는 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 또는 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 투여한 후 MCAO 수술을 통하여 중간대뇌동맥을 폐쇄하여 허혈을 유발하고, 경색 용적 평가를 위하여 TTC 용액으로 뇌조직을 염색한 사진이다.
본 발명은,
항균 활성을 갖는 락토바실러스 가세리 SWPM102 (기탁번호: KCTC13437BP)에 대한 것이다.
또한 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 항균 조성물에 대한 것이다.
또한 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는, 식중독, 지루성 피부염, 비듬, 녹농균 감염으로 인한 호흡기 질환, 녹농균 감염으로 인한 폐렴 및 충치로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 질병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 대한 것이다.
또한 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는, 식중독, 지루성 피부염, 비듬, 녹농균 감염으로 인한 호흡기 질환, 녹농균 감염으로 인한 폐렴 및 충치로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 질병의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 대한 것이다.
또한 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는, 항염증 조성물에 대한 것이다.
또한 본 발명은 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 대한 것이다.
또한 본 발명은 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 대한 것이다.
또한 본 발명은 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 첨가제에 대한 것이다.
이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
락토바실러스 가세리 SWPM102
본 발명의 락토바실러스 가세리(Lactobacillusgasseri) SWPM102 (기탁번호 : KCTC 13437BP)는 항균 활성 또는 항진균 활성을 갖는다. 바람직하게는 본 발명의 락토바실러스 가세리 SWPM102은 식중독 유발균, 충치 유발균, 지루성 피부염 유발균 및 녹농균으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상에 대하여 항균 활성 또는 항진균 활성을 갖는다. 더욱 바람직하게는 본 발명의 락토바실러스 가세리 SWPM102는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 스트렙토쿠스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 말라세지아 퍼퍼(Malassezia furfur), 말라세지아 글로보사(Malassezia globosa), 말라세지아 레스트릭타(Malassezia restricta) 및 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상에 대하여 항균 활성 또는 항진균 활성을 갖는다.
본 발명의 락토바실러스 가세리 SWPM102는 pH3 또는 pH6.8의 조건 하 증식능을 갖는다. 또한 본 발명의 락토바실러스 가세리 SWPM102는 0.3 중량% 담즙산을 포함하는 배지 조건 하 증식능을 갖는다. 이때, 증식능을 갖는다는 것은 상기 pH 조건 하 또는 담즙산 농도 조건 하, 3시간 배양 시 배양 후 생균 수가 증가하는 것을 의미한다.
본 발명의 락토바실러스 가세리 SWPM102는 식중독을 유발하는 세균에 대한 항균 활성이 우수하다. 또한 본 발명의 가세리 SWPM102는 과산화수소 발생능을 갖는다.
또한 락토바실러스 가세리 SWPM102는 식중독 유발 세균에 대하여 우수한 항균 활성을 나타내기 때문에 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 또는 이의 배양물을 유효성분으로 식중독 예방 및 개선을 위한 식품 보존제, 건강 보조 식품, 일반 식품, 의약외품을 제공한다.
또한 락토바실러스 가세리 SWPM102는 충치 유발 세균에 대해 우수한 항균 활성을 나타내기 때문에 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 또는 이의 배양물을 유효성분으로 충치 예방 및 개선을 위한 건강 보조 식품, 일반 식품, 의약외품을 제공한다.
또한 락토바실러스 가세리 SWPM102는 비듬 유발 진균에 대해 우수한 생육 억제 활성을 나타내기 때문에 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 또는 이의 배양물을 유효성분으로 하는 지루성 피부염과 비듬 예방, 개선 또는 치료를 위한 의약품 및 의약외품, 화장품을 제공한다. 이는 두피 환경 개선을 증진시키는데 유용하다.
또한 락토바실러스 가세리 SWPM102는 녹농균에 대해 우수한 항균 활성을 나타낸다. 그러므로 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 또는 이의 배양물을 유효성분으로 녹농균 감염증의 예방 및 치료를 위한 의약품 등을 제공한다.
또한 락토바실러스 가세리 SWPM102는 신경세포 보호능 및 신경아교 세포의 활성화에 대한 억제능을 갖는다. 또한 락토바실러스 가세리 SWPM102는 뇌세포 중 뇌허혈에 민감하다고 알려져 있는 해마조직 CA1영역의 신경세포에 지연성 신경세포사멸이 유발되어 허혈성 뇌질환에 대한 예방, 개선 또는 치료능을 갖는다. 그러므로 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방, 개선 또는 치료를 위한 식품 또는 약학적 조성물을 제공한다.
항균 조성물 및 항진균 조성물
본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 항진균 조성물에 대한 것이다. 바람직하게는 상기 항진균 조성물은 말라세지아 퍼퍼(Malassezia furfur), 말라세지아 글로보사(Malassezia globosa) 및 말라세지아 레스트릭타(Malassezia restricta)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 진균에 대하여 항진균 활성을 갖는다.
본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 항균 조성물에 대한 것이다. 바람직하게는 상기 항균 조성물은 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 스트렙토쿠스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 및 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 세균에 대하여 항균 활성을 갖는다.
“항균” 또는 “항진균”은 특정 농도에서 미생물의 성장 또는 생존을 감소, 방지, 억제, 또는 제거하는 능력을 의미한다. 항균용 조성물 또는 항진균 조성물이란 항미생물제를 총칭하는 의미인 항생제와 같은 의미일 수 있고, 항균제, 살균제, 방부제, 보존제 또는 제균제와 같은 의미일 수 있으며, 바람직하게는 그람양성균, 그람음성균, 진균 (효모 및 곰팡이)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 미생물의 발육과 생활 기능을 저지 또는 억제할 수 있는 물질 즉, 항세균 및 항진균 효력이 있는 물질을 의미한다.
본 발명의 항균 또는 항진균 조성물은, 질염은 질 내외에 직접 투여하거나 적절한 형태의 조성물로 제조하여 투여할 수 있다. 상기와 같은 측면에서, 상기 항균 또는 항진균 조성물은, 건강 보조 식품, 의약품, 의약외품, 화장품 형태일 수 있다. 본 발명의 항균 또는 항진균 조성물은, 충치 예방은 입 안에서 씹거나 씹어서 삼키거나 가글할 수 있는 형태의 조성물로 제조하여 투여할 수 있다. 상기와 같은 측면에서, 상기 조성물은, 건강 보조 식품, 일반 식품, 의약외품의 형태일 수 있다. 본 발명의 항균 또는 항진균 조성물은, 지루성 피부염, 지루성 두피염 또는 비듬의 예방, 개선 또는 치료용 조성물일 수 있다. 구체적으로, 말라세지아 퍼퍼, 말라세지아 글로보사 및 말라세지아 레스트릭타는 지루성 피부염, 지루성 두피염 및 비듬을 유발하는 것으로 알려져 있으므로, 상기 균들의 증식, 생장을 억제하거나 상기 균들을 사멸시켜 지루성 피부염, 지루성 두피염 및 비듬의 예방, 개선 또는 치료 효과를 기대할 수 있다. 상기와 같은 측면에서, 상기 조성물은, 의약품, 의약외품, 화장품의 형태일 수 있다
약학적 조성물
본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 약학적 조성물에 대한 것이다. 바람직하게는 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는, 식중독, 지루성 피부염, 비듬, 녹농균 감염으로 인한 질병 및 충치로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 질병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 대한 것이다. 녹농균에 의한 감염성 질병은 호흡기 질환, 패혈증, 전신감염, 기도감염, 낭포성 섬유증, 녹농균 모낭염, 골수염, 괴저성 농창(ecthyma gangraenosum), 방광염, 중이염, 농흉(empyema), 폐렴, 뇌막염, 복막염, 각막염, 내안구염 및 균혈증을 포함하나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니고, 녹농균에 의하여 발생할 수 있는 이차감염을 모두 포함한다.
또한 본 발명은 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 대한 것이다. 더욱 바람직하게는 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물, 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 대한 것이다.
허혈성 뇌질환이란 뇌의 혈관이 어떠한 이유로 막혀 뇌에 필요한 혈액이 공급되지 않아 발생하는 질환을 총칭하며, 뇌허혈 질환, 허혈성 뇌혈관 질환이라고도 한다. 상기 허혈성 뇌질환은 뇌의 혈류가 감소되어 산소와 포도당의 공급이 정상적으로 이루어지지 않아, 뇌세포 중 뇌허혈에 민감하다고 알려져 있는 해마조직의 신경세포에 지연성 신경세포사멸이 유발되어 발행되는 질환을 말하며, 허혈성 뇌혈관 질환의 예로는 허혈성 뇌졸중, 허혈성 뇌경색 등이 될 수 있다. 바람직하게는 상기 허혈성 뇌질환은 혈관성 치매, 뇌졸중, 뇌경색, 뇌허혈, 뇌내출혈, 지주막하 출혈, 혈전증(thrombosis), 색전증(em-bolism), 일과성 허혈 발작(transient ischemic attack), 소경색(lacune), 두부손상(head trauma), 뇌순환대사장애, 뇌 기능혼수, 외상성 뇌손상 및 저산소성 뇌손상로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 약학적 조성물은 신경 세포 보호능, 신경아교세포 활성화의 억제능을 가지며, 허혈성 또는 지연성 신경세포사멸 및 신경아교세포의 활성화를 효과적으로 억제하여, 허혈성 뇌질환을 예방 또는 치료한다. 또한 본 발명의 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 약학적 조성물은 뇌세포 중 뇌허혈에 민감하다고 알려져 있는 해마조직 CA1영역의 신경세포에 지연성 신경세포사멸이 유발되어 허혈성 뇌혈관 질환에 대한 예방, 개선 또는 치료능을 갖는다. 허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료는, 본 발명의 조성물을 투여 시 그 후에 허혈성 뇌질환이 발병하는 경우, 본 발명의 조성물을 투여하지 않은 경우보다 뇌조직의 피해가 적은 경우를 포함한다. 즉 허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료는 허혈성 뇌질환의 피해 (예컨대, 피해를 받는 범위 또는 피해의 정도, 피해의 심각도 등)의 억제를 포함한다. 이때 본 발명의 조성물의 투여는 일정 용량 또는 일정 기간 동안 본 발명의 조성물의 투여를 포함한다.
본 발명의 항균용 조성물, 약학적 조성물의 투여량은 투여 대상에서 상기 유해 세균을 사멸시키는 효과를 발휘하기 위해 요구되는 정도의 양을 의미하는데, 제형의 종류 및 투여 대상의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 경로, 투여 시간 및 기간을 비롯한 다양한 인자에 따라 조절될 수 있다. 유효성분, 즉, 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주, 그 파쇄물, 그 배양액 또는 그 추출물은 조성물 총 중량을 기준으로, 0.01중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 일 구체예에서, 상기 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주, 그 파쇄물, 그 배양액 또는 그 추출물의 총 합은, 조성물 총 중량을 기준으로, 0.1중량%~5중량%로 포함될 수 있다. 상기와 같은 측면에서, 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주, 그 파쇄물, 그 배양액 또는 그 추출물의 총 합은, 조성물 총 중량을 기준으로, 0.01중량% 이하로도 포함될 수 있다.
상기 약학적 조성물은 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 상기 약학적 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 약학적 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 포함한 다양한 화합물 혹은 혼합물을 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
식품 조성물
본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 식품 조성물에 대한 것이다. 바람직하게는 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는, 식중독, 지루성 피부염, 비듬, 녹농균 감염으로 인한 질병 및 충치로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 질병의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 대한 것이다. 녹농균에 의한 감염성 질병은 호흡기 질환, 패혈증, 전신감염, 기도감염, 낭포성 섬유증, 녹농균 모낭염, 골수염, 괴저성 농창(ecthyma gangraenosum), 방광염, 중이염, 농흉(empyema), 폐렴, 뇌막염, 복막염, 각막염, 내안구염 및 균혈증을 포함하나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니고, 녹농균에 의하여 발생할 수 있는 이차감염을 모두 포함한다.
또한 본 발명은 락토바실러스 가세리, 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 대한 것이다. 바람직하게는 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 대한 것이다.
허혈성 뇌질환이란 뇌의 혈관이 어떠한 이유로 막혀 뇌에 필요한 혈액이 공급되지 않아 발생하는 질환을 총칭하며, 뇌허혈 질환, 허혈성 뇌혈관 질환이라고도 한다. 상기 허혈성 뇌질환은 뇌의 혈류가 감소되어 산소와 포도당의 공급이 정상적으로 이루어지지 않아, 뇌세포 중 뇌허혈에 민감하다고 알려져 있는 해마조직의 신경세포에 지연성 신경세포사멸이 유발되어 발행되는 질환을 말하며, 허혈성 뇌혈관 질환의 예로는 허혈성 뇌졸중, 허혈성 뇌경색 등이 될 수 있다. 바람직하게는 상기 허혈성 뇌질환은 혈관성 치매, 뇌졸중, 뇌경색, 뇌허혈, 뇌내출혈, 지주막하 출혈, 혈전증(thrombosis), 색전증(em-bolism), 일과성 허혈 발작(transient ischemic attack), 소경색(lacune), 두부손상(head trauma), 뇌순환대사장애, 뇌 기능혼수, 외상성 뇌손상 및 저산소성 뇌손상로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 약학적 조성물은 신경 세포 보호능, 신경아교세포 활성화의 억제능을 가지며, 허혈성 또는 지연성 신경세포사멸 및 신경아교세포의 활성화를 효과적으로 억제하여, 허혈성 뇌질환을 예방, 개선 또는 치료한다. 또한 본 발명의 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 식품 조성물은 뇌세포 중 뇌허혈에 민감하다고 알려져 있는 해마조직 CA1영역의 신경세포에 지연성 신경세포사멸이 유발되어 허혈성 뇌혈관 질환에 대한 예방, 개선 또는 치료능을 갖는다.
상기 식품 조성물은 건강 식품 조성물일 수 있으며, 식품 조성물의 제형은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 정제, 환제, 연질 및 경질 캅셀제, 과립제, 드링크제, 캐러멜, 분말 등으로 제형화 될 수 있다. 각 제형의 식품 조성물은 유효 성분 이외에 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 성분들을 제형 또는 사용 목적에 따라 당업자가 어려움 없이 적의 선정하여 배합할 수 있으며, 다른 원료와 동시에 적용할 경우 상승 효과가 일어날 수 있다. 상기 유효 성분의 투여량 결정은 당업자의 수준 내에 있으며, 이의 1일 투여 용량은 예를 들어 락토바실러스 가세리가 105 내지 1013 CFU/일, 보다 구체적으로는 108 내지 1010 CFU/일이 될 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 투여하고자 하는 대상의 연령, 건강 상태, 합병증 등의 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다.
항염증 조성물
본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는, 항염증 조성물에 대한 것이다.
항균용 미생물 제제의 제조 방법
본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 배양하는 단계를 포함하는 항균용 미생물 제제의 제조 방법에 대한 것이다.
사료 조성물
본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주, 그 파쇄물, 그 배양액 또는 그 추출물을 포함하는, 사료 조성물에 대한 것이다. 바람직하게는 상기 사료 조성물은 허혈성 뇌질환의 예방, 개선 또는 치료용 사료 조성물일 수 있다.
식품 첨가제
본 발명은 락토바실러스 가세리 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 첨가제에 대한 것이다. 바람직하게는 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 첨가제에 대한 것이다. 상기 허혈성 뇌질환은 혈관성 치매, 뇌졸중, 뇌경색, 뇌허혈, 뇌내출혈, 지주막하 출혈, 혈전증(thrombosis), 색전증(em-bolism), 일과성 허혈 발작(transient ischemic attack), 소경색(lacune), 두부손상(head trauma), 뇌순환대사장애, 뇌 기능혼수, 외상성 뇌손상 및 저산소성 뇌손상로 구성되는 군으로부터 선택되는 허혈성 뇌질환일 수 있다.
사료 첨가제
본 발명은 락토바실러스 가세리 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방, 치료 또는 개선용 사료 첨가제에 대한 것이다. 바람직하게는 본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방, 치료 또는 개선용 사료 첨가제에 대한 것이다. 상기 허혈성 뇌질환은 혈관성 치매, 뇌졸중, 뇌경색, 뇌허혈, 뇌내출혈, 지주막하 출혈, 혈전증(thrombosis), 색전증(em-bolism), 일과성 허혈 발작(transient ischemic attack), 소경색(lacune), 두부손상(head trauma), 뇌순환대사장애, 뇌 기능혼수, 외상성 뇌손상 및 저산소성 뇌손상로 구성되는 군으로부터 선택되는 허혈성 뇌질환일 수 있다.
본 발명의 조성물
본 발명은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주, 그 파쇄물, 그 배양액 또는 그 추출물을 포함하는, 조성물에 대한 것이다. 이 때, 상기 배양물 또는 추출물은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 생균 또는 사균, 상기 균주의 파쇄물, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축액, 상기 배양물의 건조물 및 상기 배양물의 추출물 등을 포함한다. 상기 사균은 본 발명의 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 배양한 후 가열, 냉각 등의 온도, 초음파, 효소, 압력, 산 및 염기 등의 처리를 통해 생균을 사멸시킨 사균으로서, 균주의 발효에 의한 대사산물을 포함하는 배양액을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 발효에 의한 배양액을 포함 시키지 않을 경우 발효시킨 배양액을 여과 또는 원심 분리하여 균체를 회수한 후 생균을 사멸시키거나, 먼저 사멸시킨 후 배양액으로부터 사멸된 균체를 회수할 수도 있다. 본 발명의 균주를 배양하는 방법은 당업계에 통상적으로 이용되는 방법에 따라 배양할 수 있다. 상기 균주 배양물의 추출물은 균주 배양물의 용매 추출물이 수 있다. 상기 용매는 당업계에서 일반적으로 사용하는 용매이면 되고, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 상기 용매는 에틸 아세테이트일 수 있다. 상기 배양물은 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 배양 배지 또는 배양액에서 배양한 것을 의미하며, 상기 배양물은 본 발명의 균주를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 상기 배양물은 그 제형이 액체 또는 고체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 조성물은 허혈성 뇌질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물일 수 있다. 락토바실러스 가세리 SWPM102, 그 배양물 또는 그 추출물은 신경 세포 보호능을 가지며, 허혈성 또는 지연성 신경세포사멸 및 신경아교세포의 활성화를 효과적으로 억제하여, 허혈성 뇌질환을 예방, 개선 또는 치료한다.
허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선 방법
본 발명은 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선 방법에 대한 것이다. 상기 락토바실러스 가세리는 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) SWPM102 (기탁번호 : KCTC13437BP)일 수 있다. 상기 대상은 허혈성 뇌질환의 발생 위험이 있거나 허혈성 뇌질환을 가진 것으로 진단받은 인간, 또는 인간을 제외한 동물일 수 있다.
허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료 방법
본 발명은 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료 방법에 대한 것이다. 상기 락토바실러스 가세리는 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) SWPM102 (기탁번호 : KCTC13437BP)일 수 있다. 상기 대상은 허혈성 뇌질환의 발생 위험이 있거나 허혈성 뇌질환을 가진 것으로 진단받은 인간, 또는 인간을 제외한 동물일 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
<재료 및 방법>
본 발명자가 보유하고 있던 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) SWPM102 (기탁번호: KCTC13437BP)를 사용하였다. 비교 균주로는 락토바실러스 가세리 (Lactobacillus gasseri strain ATCC 33323 NR_075051.1)를 구입하여 사용하였으며, 또한 본 발명자가 보유하고 있던 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 (KCTC13436BP)를 사용하였다. 비교물질로는 카노신(Canosine, positive control)을 사용하였다. 카노신은 강력한 항산화제로서 동물실험에서 정맥투여시 허혈성 뇌졸중 치료에 효과를 보인다고 알려져 있다(Safety and efficacy evaluation of carnosine, an endogenous neuroprotective agent for ischemic stroke, Bae et al., Stroke. 2013 Jan;44(1):205-12)
<실험예 1> 미생물 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 분리 및 동정
건양대병원 산부인과에 정기검진을 받기 위해 내원한 건강한 한국인 임산부들의 동의를 받아 이들 임산부들의 질내 시료를 채취하였다. 상기 시료로부터 분리된 균주를 1.5% 한천(agar)이 포함된 MRS 고체 배지 (Difco, USA)에 도말하여 37℃에서 48시간, GasPak (BD, USA)을 이용해 혐기 조건에서 배양하였다. 순수 분리된 집락을 백금이(loop)로 취하여 MRS 액체 배지(Difco, USA)에서 37℃, 48시간, 혐기배양 하였다.
그런 다음, 배양된 균주의 동정 및 분류를 위하여 16s rRNA 유전자 염기서열 및 Miseq을 이용하여 초안 유전체 정보를 분석하였다. 상기 균주의 16s rRNA 유전자의 염기서열 결정(서열번호 1) 및 분석 결과는 표 1과 같다. 16s rRNA 염기서열 분석 결과, 상기 균주는 락토바실러스 가세리 (Lactobacillus gasseri strain ATCC 33323 NR_075051.1)와 가장 높은 상동성(99%)을 나타내어 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 동정하였다. 상기 균주를 락토바실러스 가세리 SWPM102로 명명하였으며, 생명공학연구원 유전자은행에 2017년 12월 15일자로 기탁하였다 (수탁번호 KCTC13437BP).
상기 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 배양하여 70 ℃에서 2시간 동안 틴딜화(tyndallization)하여 균주를 사균화시킨 후, 사균화된 균주의 형태를 전자현미경(SEM)으로 사진 촬영하였다(도 1).
<실험예 2> 내산성 평가
락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 내산성을 평가하였다. 이때 비교 균주로는 락토바실러스 가세리 ATCC 33323 균주를 사용하였다. 평가 방법은 하기와 같다. 균주들을 MRS 액체 배지(pH 6.8)를 pH 2와 pH 3으로 적정하여 만든 산성 액체 배지에서 10-6 배율로 희석하였다. 희석한 균액을 100uL씩 도말하여 24시간 동안 37℃에서 혐기 배양한 뒤 콜로니 수를 측정하면서 시간대별로 MRS agar 배지에 도말하여 48시간 동안 혐기적으로 배양한 후 콜로니 수를 측정하였다.
그 결과, 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주는 pH 3의 배양 조건에서 성장하는 것이 관찰되어, 내산성을 가지고 있는 것이 확인되었다(표 2).
<실험예 3> 내담즙성 평가
락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 내산성을 평가하였다. 이때 비교 균주로는 락토바실러스 가세리 ATCC 33323 균주를 사용하였다. 평가 방법은 하기와 같다. 0.3 중량%, 1 중량 %의 담즙산염이 포함된 배지에 균주를 37℃, 24시간 혐기 배양하면서 MRS agar 배지에 도말하여 48시간 동안 혐기 배양한 후 콜로니 수를 측정하였다.
그 결과, 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주는 0.3 중량% 담즙산염 농도에서, 우수한 성장력을 보였으며, 1 중량%의 담즙산염 농도에서도 큰 저항성을 나타내었다. 0.3 중량% 농도의 담즙농도는 사람 소장 내 평균 담즙 농도이므로 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 경구 섭취하는 경우에도 상기 균주는 높은 생존율을 유지할 것으로 판단되었다 (표 3).
<실험예 4> 균주의 과산화수소 생성활성
과산화수소 생성 정도를 평가하기 위하여 MRS-TMB 고체 배지를 하기 표 4와 같이 제조하였다. 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주, 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101, 락토바실러스 가세리 SWPM101 균주들을 각각 MRS 액상 배지를 사용하여 37℃에서 48시간 배양한 다음 MRS-TMB 고체 배지에 접종한 후 48시간 37℃에서 혐기 배양하였다. 배양 후 배지를 공기 중에 30분간 노출시키고 균락이 푸른색으로 변화하는 정도를 육안으로 관찰하였다. 이때 변색이 되지 않으면 변색이 되지 않으면 (-), 일부 콜로니만 변색이 되면 (+), 전체적으로 변색 되었으나 색이 옅으면 (++), 콜로니가 진한 푸른색을 나타내면 3급 (+++)으로 등급을 분류하였다.
그 결과, 락토바실러스 가세리 SWPM102는 과산화수소 생성력 있음을 확인하였다(표 5).
<실험예 5> 항생제 감수성 평가
기능성 식품 소재 등으로 활용시의 안전성을 확인하기 위하여 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주에 대하여 항생제 저항성을 평가하였다. 현재 락토바실러스 계열 유산균의 식품 활용시의 항생제 저항성에 관한 규격기준은 설정되어 있지 않는 바, 동물성 사료에 첨가되는 미생물의 항생제 저항성에 관한 국제 기준인 EFSA 기준을 바탕으로 평가하였다.
구체적으로, 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 항생제 감수성 평가는 국제 기준인 EFSA (European Food Safety Authority) 지침에 의거하여, ampicillin (AMP), chloramphenicol (CHR), clindamycin(CLM), erythromycin (ERY), gentamycin (GEN), streptomycin (STR), tetracylcine (TET), vancomycin(VAN) 등 8종의 항생제를 대상으로 실시하였다. 항생제 저항성 평가 시에 사용된 시험방법은 유산균의 항생제 저항성 시험을 위한 SOP 기준으로 실시하였고, LSM-Broth에 ~6 x 106 CFU/ml로 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 접종한 후, 각 항생제 별 MIC test strip을 올려놓고 37℃에서 48시간 동안 혐기배양 후 억제 정도 및 MIC를 평가하였다.
그 결과, 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주는 사용된 8종의 항생제에 대하여 모두 EFSA의 기준(표 4의 EFSA guideline)을 만족하는 항생제 감수성을 나타내었는바, 경구 섭취를 통한 건강 보조 식품으로서의 활용 가능성이 기대되었다(표 6, 도 2).
<실험예 6> 항균력 평가
락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 배양액의 항균력을 측정하기 위하여 KS 항균력 시험방법을 사용하여 평가하였다. 평가 방법은 하기와 같다. 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 스트렙토쿠스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 말라세지아(Malassezia sp.)로 구체적으로 말라세지아 퍼퍼(Malassezia furfur), 말라세지아 글로보사(Malassezia globosa) 및 말라세지아 레스트릭타(Malassezia restricta), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 배양액을 1.0mL씩 채취하여 250mL 용량의 멸균 삼각 플라스크에 접종하여 (37±1) ℃에서 24시간 진탕 배양하였다. 배양 용액의 균수를 흡광 강도계로 측정하여 추정한 후 희석 용액은 TSB배지에서 균 수가 1-5 x 105 개 (CFU/mL)가 되도록 희석 조제하여 사용하였다. 시료를 가로 세로 각각 1.0cm x 1.0cm 크기로 준비하고 70% 에탄올로 살균하여 (105±1)℃의 건조기에서 30분간 건조하거나 자외선 (UV254nm)살균기에서 2시간 이상 살균하여 사용하였다. 한편, 시험 시료와 동일한 크기 또는 양으로 균들을 채취하여 항균 가공 시험 시료와 동일하게 처리한 검체를 준비하고, 이것을 대조 시료로 사용하였다. 미리 조정하여 둔 각각의 시험 용액에 시험 시료와 대조 시료를 넣고 균 배양액을 1.0mL씩 접종하여 균일하게 혼합하고 접종 즉시 시험 시료와 대조 시료를 포함하고 있는 삼각 플라스크로부터 균 약을 일정량 채취하여 생리 식염수로 희석하고, TSA 배지를 사용하여 (37±1)℃에서 24시간 배양 후 균수를 확인하였다. 이때 희석 비율은 101 내지 104의 희석 범위로 하였다. 시험 시료에 의한 세균의 감소율은 하기 식 1에 따라 계산하였다.
<식 1>
이때,
Mb: 24시간 배양 후 대조 시료의 균수 (평균값)
Mc: 24시간 배양 후 시험 시료의 균수 (평균값)
그 결과, 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주는 식중독의 원인균인 바실러스 세레우스, 충치의 원인균인 스트렙토쿠스 뮤탄스, 지루성 피부염과 비듬의 원인균인 말라세지아 퍼퍼, 녹농균에 대하여 항균력이 있는 것이 확인되었다(표 7).
<실험예 7> 억제환 측정
락토바실러스 가세리 SWPM102 균주를 혐기 배양한 50mL 배양액을 10,000 RPM에서 20분간 원심분리 하였다. 원심분리 된 배양액의 상층액(supernatant; sup)만 따라 모아 배양 상층액을 0.2μm 실린지 필터로 여과하였다. 여과한 배양 상층액 35mL을 Evaporator로 수분이 완전히 없어질 때까지 농축하였다. 10배 농축한 배양 상층액에 3.5mL의 멸균 증류수를 넣고 완전히 녹여주었다. 10배 농축한 배양 상층액을 0.2μm 실린지 필터로 여과하였다. 멸균하여 건조해 둔 6mm disc에 10배 농축한 배양 상층액을 20μl loading한 뒤 건조하고, 다시 20μ loading 한 뒤 완전히 건조하였다. mLNA 배지에 각각의 세균을 배양액 100μL를 스프레딩 하였다. 8번의 플레이트에 억제화(disc)를 올렸다. 대조군으로 MRS를 사용하였다. Lock-and-Lock 용기에 멸균한 3차 증류수를 넣고, 15mL tube rack을 넣고, 그 위에 비듬균 말라세지아 퍼퍼(Malassezia furfur)를 스프레딩하여 억제환을 올린 플레이트를 넣어 Lock-and-Lock 용기의 뚜껑을 반만 닫고, 3일 동안 30℃에서 배양하였다. 플레이트를 꺼내 억제환의 지름(inhibition zone)을 측정하였다.
분리된 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 배양액을 각각의 균주에 대해 억제환 측정(Agar disc assay)을 실시한 결과는 표 8 및 도 3과 같다.
<실험예 8> 세포독성 평가
락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 배양액의 세포독성 유무를 확인하였다. 인간 각질 형성 세포주인 HaCaT 세포(Invitrogen)를 96웰 플레이트에 2X104 cells/well 농도로 부착시키고, FBS를 포함하는 DMEM 배지에서 24시간 배양하였다. PBS(phosphate buffered saline)로 인간 각질 형성 세포를 세척한 후 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 배양액을 농도별(2%, 5%)로 처리하여 24시간 동안 반응시켰다. 그 후, 세포 배양액 100㎕ 당 10㎕의 WST-1 용액을 넣고 30분 내지 2시간 동안 37℃에서 반응시키고 450nm에서 흡광도를 측정하였다. 흡광도는 살아있는 세포 수에 비례하기에 미처리군의 흡광도를 100%로 하였을 때 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 배양액을 농도별로 처리하였을 때의 흡광도를 상대적으로 비교하였다.
그 결과, 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 배양액은 세포 독성이 없음을 확인하였다(표 9).
<실험예 9> 피부 자극성 평가
락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 배양액이 피부에 자극을 일으키는지 여부를 확인하였다. 인간 각질 형성 세포 라인 HaCaT 세포를 96 well cell culture plate에 2X104 cells/well 농도로 부착시키고 FBS를 포함하는 DMEM 배지에서 24시간 배양하여 준비하였다. PBS(phosphate buffered saline)로 세포를 세척한 후 DMEM 배지 및 10μM PMA(12-ο-tetradecanoylphorbol-13-acetate) 또는 상기 실험예 2의 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주의 희석된 배양액을 20% 농도로 처리하여 세포에서 분비되는 염증성 사이토카인인 IL-1α와 TNF-α의 양을 비교하였다.
그 결과, 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 배양액은 피부 자극성이 없는 것이 확인되었다(도 4).
<실험예 10> 염증 억제 효능 평가
락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 배양액의 염증 억제 효능을 평가하였다. 인간 각질 형성세포 라인 HaCaT 세포를 96 well cell culture plate에 2X104 cells/well cells/well 농도로 부착시키고 FBS를 포함하는 DMEM 배지에서 24시간 배양하여 준비하였다. PBS(phosphate buffered saline)로 세포를 세척한 후 DMEM 배지 및 10μM PMA(12-ο-tetradecanoylphorbol-13-acetate)를 처리하여 세포에 염증성 사이토카인의 분비를 유도하였다. 그 후, 락토바실러스 가세리 SWPM102 균주 배양액을 처리하고 염증성 사이토카인의 분비량을 확인 하였다.
그 결과, 락토바실러스 가세리 SWPM102의 배양액을 처리한 군에서 IL-1α의 분비량이 감소하는 것을 확인하였고, 상기 균주 배양액이 염증 억제 효과가 있음을 알 수 있었다(도 5).
<실험예 11> 골다공증 치료능 평가
<11-1> 실험 동물
실험동물은 체중 약 180g의 7주령 래트종 암컷 흰쥐를 사용하였다. 실험동물을 일주일간 적응 시킨 후 8주령 (체중 200~ 205 g)일 때, 난소절제술과 거짓절제술(sham수술)을 실시하였다. 난소 절제군은 난소를 절제한 다음날부터 실험 식이에 따라 군별로 나누어 각 군당 5마리씩 임의배치 시키고, 각각 정상 칼슘 식이 (Normal Ca; Ovx/NCa), 칼슘결핍 식이 (No Ca; Ovx/NCa)를 6주간 급여시켰다. 거짓절제군(Sham군)은 난소적출 과정만 제외한 동일한 과정의 수술을 실시한 후, 정상칼슘 식이 (Sham/NCa)를 급여하여 정상대 조군 (control)으로 하였다. 실험식이와 3차 탈 이온수는 자유 급여법 (ad libitum)으 로 급여하였다. 실험동물들은 1주일마다 일정한 시간에 체중과 식이섭취량을 측정하였다. 실험동물 사육실 환경은 온도 22 ± 2℃, 상대습도 66 ± 5% 로 유지하였고, 명암은 12시간로 조절 하였다.
난소 절제로 인한 에스트로겐 결핍 및 칼슘 켤핍 사료에 의해 유도된 골다공증 동물실험 모델에 하기 표 10과 같이 각 시료를 투여하였다. 이때, 무기질 혼합물로는 칼슘-마그네슘이 풍부한 해조류로부터 추출된 멀티미네랄 보충제 50mg/kg를 투여하였고, 비타민 K2는 2㎍/kg 용량으로 투여하였다. 또한 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 및/또는 락토바실러스 가세리 SWPM102는 미생물의 총 투여량이 1 X 107 CFU/kg가 되도록 투여하였다 (상기 미생물을 2종 투여 시 동량으로 병용 투여하였다)
<11-2> 대퇴골 내 칼슘 및 인 함량 평가
실험 마지막 주에 24시간 동안 사료를 중단 한 후, 대퇴골의 칼슘과 인의 비율, 골강도를 비교하였다.
뼈 조직 (대퇴골)의 칼슘과 인의 양을 측정하기 위하여, 뼈 조직을 일정량을 취하여 회화하였다. 구체적으로는, 뼈 조직을 550~600℃의 회화로에서 약 2시간 동안 회화시킨 다음, 식혀서 질산용액 (65% HNO3)을 넣어 재차 회화과정을 거쳐 회분을 측정하였다. 회화된 회분은 6 N HCl에 용해한 후, 0.2% LaCl3 · H2O로 희석하여 원자흡광계 (Atomic Absorption Spectrophotometer)를 이용하여 대퇴골 내 Ca 및 P 양을 422.7 nm에서 측정하였다.
그 결과, 비타민 K2와 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 및/또는 락토바실러스 가세리 SWPM102를 함께 섭취 시 대퇴골 내 칼슘과 인의 양이 증가하는 것이 확인되었다 (표 11).
<11-3> 뼈 강도 평가
실험 동물의 대퇴골의 파단력 (breaking force)을 materials-testing machine을 이용하여 측정하였다. 측정 조건은 하중속도 1 mm/min, 지간거리는 13.9 mm으로 고정하여 수행하였으며, 뼈의 중심 부위에서 일정하게 측정하였다.
그 결과, 비타민 K2와 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 및/또는 락토바실러스 가세리 SWPM102를 함께 섭취 시 대퇴골의 파단력이 높은 것이 확인되었다(표 12).
<11-4> 체중 변화 측정
시료 투여를 개시한 후 6주 동안 정기적으로 1주일마다 한 번씩 체중의 변화를 측정하여 비교 평가하였다. 6주 간의 체중 변화를 그래프로 나타내었고, 6주 검사 후의 체중 값을 측정하였다.
그 결과, 비타민 K2와 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 및/또는 락토바실러스 가세리 SWPM102를 함께 섭취 시 체중이 유의하게 증가하는 것이 확인되었다(도 6, 표 13).
<실험예 12> 허혈성 뇌졸중 치료능 평가
<12-1> 실험 동물 및 실험 방법
체중 100g의 4주령 SD 래트를 23도, 50% 상대습도 내외의 조건에서 7일간 사육을 하였다. 실험동물의 사료로는 일반적인 펠렛건조 사료를 사용하였고, 사료와 물은 상시로 섭취할 수 있게 하였다.
실험 동물을 7일간 사육한 후 표 14와 같이 14일 동안 매일 실험동물에게 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 생균, 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 사균, 락토바실러스 가세리 SWPM102 생균을 2.5 X 109 CFU/ml가 되도록 투여하고 MCAO (middle cerebral artery occlusion, 중대뇌동맥 폐색) 유도 수술을 하였다. 비교예 6 및 비교예 7은 PBS를 14일 동안 투여하였으며, 그 중 비교예 7은 래트에 MCAO 유도 수술을 수행하기 2 시간 전에 카노신을 정맥 투여하였다.
실험실험동물을 MCAO 유도 수술을 하기 위해서 이소플루란 (isoflurane)으로 흡입마취를 실시하였다. 실험동물을 양와위로 고정하고 수술부위를 70% 에탄올로 소독을 하였다. 실험동물의 머리 위의 폐색할 혈관에서 혈류를 측정하였다. 경동맥 부위의 피부를 절개한 후 좌측 총경동맥을 노출시켰다. 외경동맥과 내경동맥을 분리한 후, 내경동맥과 총경동맥을 일시 결찰한 후 총경동맥에 1mm정도의 절개창을 만들고 절개부위를 통하여 실리콘이 코팅된 나일론 실을 삽입하였다(4-0 fine MCAO suture L56PK10). 이때 총경동맥과 내경동맥의 분지 위로부터 20mm정도 실을 삽입하고 가벼운 저항이 느껴지면 실을 정지시키고 내경동맥과 총경동맥의 결찰을 해지하였다. 수술 부위를 닫은 뒤 수술에 앞서 혈류를 측정했던 부위에서 다시 혈류를 측정하였다. 수술 후 혈류량이 수술 전 혈류량의 15% 이하로 감소한 동물의 경우만 허혈 유도가 이루어졌다고 판단하였다. 수술 부위를 소독한 후 24시간 후에 평가를 진행하였다.
<12-2> 실험동물의 신경행동학적 관찰
mNSS(modified neurological severity score, 신경학적 점수)로 실험동물의 신경행동학적 결손을 관찰하였다. 실험동물의 꼬리를 완전히 들었을 때 왼쪽의 국부마비가 일어나는 정도와 꼬리를 위로 들었을 때 또는 자발적으로 한쪽으로의 선회가 일어나는 지를 관찰하였고 이를 하기 표 15와 같이 점수화하였다.
이때, 0점은 신경행동학적 결손이 관찰되지 않는 정상상태(normal), 점수가 높을수록 결손이 많이 된 것으로 본다. mNSS는 MCAO수술 24시간 뒤에 진행하였고, 모든 행동평가는 실험군에 대해 암맹으로 실시하였으며, 동일한 시험자가 동일한 기준으로 판단하도록 하였다.
그 결과, 락토바실러스 가세리 SWPM102 사균을 투여한 실시예 4에서 행동학적 점수가 약간 개선된 것이 확인되었다(표 16, 도 7).
<12-3> 뇌허혈 시 신경세포 보호능 평가
일시적인 MCAO에 의한 뇌손상을 일차적으로 평가하기 위하여 TTC 용액으로 실험동물들의 뇌를 염색하고, 경색 용적(total infarct volume)을 하기 식 2에 따라 측정하였다. 정상 조직은 미토콘드리아 효소들이 TTC를 환원시킴으로써 진한 적색으로 염색되나, 손상된 조직은 미토콘드리아 손상에 의해 환원력을 소실함으로써 흰색으로 나타나므로 정상조직과 구분된다.
<식 2>
I (%) : 경색용적, 즉 경색이 일어난 뇌조직의 퍼센트
Vc: 정상 반구에서 뇌조직의 크기
VI: 경색이 일어난 반구에서 정상 뇌조직의 크기
뇌 조직을 분리한 후 brain section block을 사용하여 0.2mm 두께로 얇게 절단하였다. Brain slice를 2% TTC 용액(PBS solution)에 넣고 45도에서 중탕하였다. 15분 가량을 염색하면서 뇌의 염색상태를 육안으로 확인하였다. 염색된 brain slice를 4% 파라포름알데하이드를 사용하여 고정하였다.
그 결과, 허혈성 뇌혈관 질환 실험동물 모델 중 락토바실러스 가세리 SWPM102 사균을 처리한 실시예 4에서 경색 용적이 현저하게 적은 것으로 나타나, 락토바실러스 가세리 SWPM102의 신경세포 보호능이 우수한 것으로 확인되었다. 그러나 락토바실러스 살리바리우스 SWPM101 사균 및 생균을 투여한 실시예 5 및 실시예 6에서는 신경세포 보호능이 관찰되지 않았다(표 17, 도 8 및 도 9).
기탁기관명 : 한국생명공학연구원
수탁번호 : KCTC13436BP
수탁일자 : 20171215
기탁기관명 : 한국생명공학연구원
수탁번호 : KCTC13437BP
수탁일자 : 20171215
<110> HANYANG UNIVERSITY
Sungwun Pharmacopia Corporation
Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology
<120> A COMPOSITION FOR PREVENTING, IMPROVING OR TREATING ISCHEMIC
BRAIN DISEASE
<130> KNP190012
<160> 1
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 1444
<212> DNA
<213> Lactobacillus gasseri
<400> 1
tgcagtcgag cgagcttgcc tagatgaatt tggtgcttgc accaaatgaa actagataca 60
agcgagcggc ggacgggtga gtaacacgtg ggtaacctgc ccaagagact gggataacac 120
ctggaaacag atgctaatac cggataacaa cactagacgc atgtctagag tttaaaagat 180
ggttctgcta tcactcttgg atggacctgc ggtgcattag ctagttggta aggcaacggc 240
ttaccaaggc aatgatgcat agccgagttg agagactgat cggccacatt gggactgaga 300
cacggcccaa actcctacgg gaggcagcag tagggaatct tccacaatgg acgcaagtct 360
gatggagcaa cgccgcgtga gtgaagaagg gtttcggctc gtaaagctct gttggtagtg 420
aagaaagata gaggtagtaa ctggccttta tttgacggta attacttaga aagtcacggc 480
taactacgtg ccagcagccg cggtaatacg taggtggcaa gcgttgtccg gatttattgg 540
gcgtaaagcg agtgcaggcg gttcaataag tctgatgtga aagccttcgg ctcaaccgga 600
gaattgcatc agaaactgct gaacttgagt gcagaagagg agagtggaac tccatgtgta 660
gcggtggaat gcgtagatat atggaagaac accagtggcg aaggcggctc tctggtctgc 720
aactgacgct gaggctcgaa agcatgggta gcgaacagga ttagataccc tggtagtcca 780
tgccgtaaac gatgagtgct aagtgttggg aggtttccgc ctctcagtgc tgcagctaac 840
gcattaagca ctccgcctgg ggagtacgac cgcaaggttg aaactcaaag gaattgacgg 900
gggcccgcac aagcggtgga gcatgtggtt taattcgaag caacgcgaag aaccttacca 960
ggtcttgaca tccagtgcaa acctaagaga ttaggagttc ccttcgggga cgctgagaca 1020
ggtggtgcat ggctgtcgtc agctcgtgtc gtgagatgtt gggttaagtc ccgcaacgag 1080
cgcaaccctt gtcattagtt gccatcatta agttgggcac tctaatgaga ctgccggtga 1140
caaaccggag gaaggtgggg atgacgtcaa gtcatcatgc cccttatgac ctgggctaca 1200
cacgtgctac aatggacggt acaacgagaa gcgaacctgc gaaggcaagc ggatctctga 1260
aagccgttct cagttcggac tgtaggctgc aactcgccta cacgaagctg gaatcgctag 1320
taatcgcgga tcagcacgcc gcggtgaata cgttcccggg ccttgtacac accgcccgtc 1380
acaccatgag agtctgtaac acccaaagcc ggtgggataa cctttatagg agtcagccgt 1440
ctaa 1444
Claims (9)
- 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) SWPM102 (기탁번호 : KCTC13437BP) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 허혈성 뇌질환은 혈관성 치매, 뇌졸중, 뇌경색, 뇌허혈, 뇌내출혈, 지주막하 출혈, 혈전증(thrombosis), 색전증(em-bolism), 일과성 허혈 발작(transient ischemic attack), 소경색(lacune), 두부손상(head trauma), 뇌순환대사장애, 뇌 기능혼수, 외상성 뇌손상 및 저산소성 뇌손상로 구성되는 군으로부터 선택되는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 삭제
- 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) SWPM102 (기탁번호 : KCTC13437BP) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
- 제 4항에 있어서,
상기 허혈성 뇌질환은 혈관성 치매, 뇌졸중, 뇌경색, 뇌허혈, 뇌내출혈, 지주막하 출혈, 혈전증(thrombosis), 색전증(em-bolism), 일과성 허혈 발작(transient ischemic attack), 소경색(lacune), 두부손상(head trauma), 뇌순환대사장애, 뇌 기능혼수, 외상성 뇌손상 및 저산소성 뇌손상로 구성되는 군으로부터 선택되는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
- 삭제
- 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) SWPM102 (기탁번호 : KCTC13437BP) 또는 그 배양물 또는 그 추출물을 포함하는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 첨가제.
- 제 7항에 있어서,
상기 허혈성 뇌질환은 혈관성 치매, 뇌졸중, 뇌경색, 뇌허혈, 뇌내출혈, 지주막하 출혈, 혈전증(thrombosis), 색전증(em-bolism), 일과성 허혈 발작(transient ischemic attack), 소경색(lacune), 두부손상(head trauma), 뇌순환대사장애, 뇌 기능혼수, 외상성 뇌손상 및 저산소성 뇌손상로 구성되는 군으로부터 선택되는 허혈성 뇌질환의 예방 또는 개선용 식품 첨가제.
- 삭제
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