KR102390694B1 - 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130을 포함하는 암의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 - Google Patents

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윤미선
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Abstract

본 발명은 김치로부터 분리된 신규한 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130(Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130) 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130은 우수한 항암 효과를 나타내므로, 암 질환의 예방, 개선, 및 치료 용도를 위해 다양하게 활용될 수 있다.

Description

락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130을 포함하는 암의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 {Composition for preventing, improving or treating cancer comprising the Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130}
본 발명은 김치로부터 분리한 신규한 락티플란티바실러스 파라플란타룸 균주 및 이를 포함하는 암의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
의학기술의 발전으로 암환자의 생존율은 증가하고 있으나 아직도 높은 사망률을 보이고 있다. 실례로 2019년 우리나라 전체 사망자 중 암에 의한 사망자는 27.5%로 여전히 사망원인 1위로 기록되고 있다.
현재 임상에서 시행되는 암 치료 방법은 화학항암요법, 표적항암요법, 방사선 치료 등 많은 방법이 시도되고 있다. 하지만 여전히 암치료에 있어서 모든 암세포를 완전히 제거하지 못하고 정상세포에 대한 독성이 강하다. 그 이유로는 ① 불완전한 암 표적, ② 암 조직에 대한 불충분한 침투, ③ 종양이질성에 의한 제한적인 암 사멸효과 등을 들 수 있다. 실제로, 암 조직에 무질서하고 불완전하게 생성되는 혈관 때문에 ① 치료물질과 영양분이 잘 전달되지 않는 영역이 생기고, ② 여기에 생성되는 저산소/저포도당 영역의 세포들은 성장이 정지되어 대부분의 항암제나 방사선 치료에 내성을 갖게 된다. 또한, ③ 암세포의 빠른 성장은 혈관사이의 간극을 멀게하고, 혈류를 감소시키며 혈관으로부터 멀리 떨어진 암 조직으로의 약물전달은 더욱 감소하게 된다.
암 표적능을 지닌 박테리아 균주를 이용한 암 치료 연구는 세계적으로 관심이 증가하고 있으며 일부 유산균을 포함한 미생물은 종양으로 생성된 미세환경에서 특이적으로 성장하는 것이 보고되고 있다. 이러한 특징으로 박테리오테라피 기술, 즉 약독화 된 박테리아를 기반으로 하는 암 치료 연구가 꾸준하게 시도되고 있다.
기존에 연구 중인 종양 지향성을 갖는 약독화 박테리아의 독성을 해결하고자 프로바이오틱 박테리아의 활용이 고려되고 있으나, 이들의 경우 항암 효과가 낮거나 또는 종양 선택성이 낮게 관찰되었다. 기존의 항암치료제의 한계를 보완하며 박테리오테라피의 안전성과 효율성 문제를 극복 할 수 있는 김치 유산균 기반 항종양 효과가 우수한 유산균 관련 기술은 드물게 보고 되어지고 있는 바, 효과가 우수한 유산균을 포함하는 고형암에 대한 예방 및 치료에 유용한 조성물의 개발 및 다양한 자원 확보가 요구되고 있다.
0001: J. Biosci., Vol.40, pp.269-279
본 발명은 암의 예방 또는 개선 효능이 우수한 신규한 락티플란티바실러스 파라플란타룸 속 유산균을 제공하고자 한다.
이에, 본 발명자들은 전통발효식품으로부터 암의 예방 또는 개선 효과를 나타내는 유산균 균주를 찾고자 노력한 결과, 신규한 락티플란티바실러스 속 유산균 균주인 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130(Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130)을 분리, 동정하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130(Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130)을 제공한다.
본 발명의 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130(Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130)은 김치 유래의 락티플란티바실러스 파라플란타룸 신규 균주이다. 비록 본 발명에서의 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130을 김치에서 분리, 동정하기는 했으나, 이의 입수 경로가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에의 실시예를 통해 분리된 유산균 균주는 미생물의 동정 및 분류를 위한 16S rDNA 염기서열 분석 결과, SEQ ID NO: 1의 핵산서열을 갖는 것으로 나타났다.
따라서, SEQ ID NO: 1의 16S rDNA 염기서열을 갖는 본 발명의 미생물을 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130(Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130)로 명명하였으며, 한국미생물보존센터에 2021년 04월 22일자로 기탁하였다(수탁번호 KCCM12978P).
본 발명의 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130은 그람양성균이고 호기적 조건과 혐기적 조건에서 모두 성장이 가능한 통성 혐기성(facultative anaerobe)이며, 포자를 형성하지 않고 운동성이 없으며 세포는 간균의 형태를 취하고 있다. 생육 온도는 15℃ 내지 40℃, 최적 생장온도는 37℃ 이다. 15℃에서 생육 가능하였으며, 45℃에서는 성장하지 않는다. 생육 pH는 4.0 내지 7.5이며, 최적 생장 pH는 6.0 내지 6.5이다. 형상은 원형이며 융기는 볼록하고 표면은 매끄러운 균락의 형태를 지녔으며, 카탈라제, 가스 형성 여부, 인돌 생산은 관찰되지 않았으며, 젖산 생산은 관찰되었다. Biomerieux 사의 유산균 동정용 API 50 CH kit를 이용한 실험으로 추가 특성을 관찰하여 하기 실시예에 기재하였다.
하기 실시예에서는, 본 발명의 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130이 CT26(생쥐 대장암)과 MC38(생쥐 대장암), HT29(사람 대장암), SW620(사람 대장암) H1650(사람 폐암), A549(사람 폐암), PANC1(사람 췌장암), A375(사람 피부암), HepG2(사람 간암) 세포에 세포 독성을 나타내며, 정상피부세포주인 CCD-986-sk에서는 세포독성이 나타나지 않는 암세포 사멸능과 BALB/c 생쥐를 이용한 CT26(생쥐 대장암)세포가 이식된 실험동물 모델을 이용하여 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 (Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130) 균주의 항종양 효과를 확인하였다. 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 (Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130) 균주가 처리된 CT26(생쥐 대장암세포)은 142.6%, MC38(생쥐 대장암세포)은 303.9%, HT29(사람 대장암세포)은 165.4%, SW620(사람 대장암세포)은 193.4%, H1650(사람 비소세포폐암세포)은 156.9%, A549(사람 비소세포폐암세포)은 124.8%, PANC1(사람 췌장암세포)은 134.5%, A375(사람 피부암세포)는 128.2%, HepG2(사람 간암세포)는 133.7%로 LDH leakage 관찰 따른 암세포 사멸능을 확인하였다. 따라서, 본 발명에 따른 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130은 사람 또는 동물의 암 예방, 치료 또는 개선 용도를 위해 다양하게 활용될 수 있다.
또한, 하기 실시예에서 확인할 수 있는 바와 같이, 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130을 유효성분으로 포함하는 조성물은 CT26(생쥐 대장암세포), MC38(생쥐 대장암세포), HT29(사람 대장암세포), SW620(사람 대장암세포), H1650(사람 비소세포폐암세포), A549(사람 비소세포폐암세포), PANC1(사람 췌장암세포), A375(사람 피부암세포), HepG2(사람 간암세포)를 사멸시켜, 상기 조성물은 대장암, 폐암 및 췌장암으로부터 선택되는 하나 이상의 암의 예방, 치료 또는 개선용 조성물의 유효 성분으로 사용될 수 있다.
본 발명은 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130, 이의 배양물, 이의 파쇄물, 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는 암 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 조성물에 포함되는 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130은 생균체 또는 사균체로서 존재할 수 있으며, 또한 건조 또는 동결건조된 형태로 존재할 수도 있다. 다양한 조성물 내에 포함시키기 적합한 유산균의 형태 및 제제화 방법은 당업자에게 잘 알려져 있다. 예를 들어, 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130은 공지의 액체 배지 또는 고체 배지에서 배양시켜 수득한 배양물이거나, 상기 균주와 추가의 성분을 함께 배양하여 수득한 발효물이거나, 상기 균주를 유기용매로 추출한 추출물, 상기 균주의 세포막을 용해시키거나, 파쇄 또는 균질화 처리한 용해물(또는 파쇄물) 등의 형태로 제제화할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한 구체예에서, 상기 조성물은 생균 또는 사균으로 존재하는 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 균주를 포함하는 조성물일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 암 질환은 뇌종양, 양성성상세포종, 악성성상세포종, 뇌하수체 선종, 뇌수막종, 뇌림프종, 핍지교종, 두개내인종, 상의세포종, 뇌간종양, 두경부 종양, 후두암, 구인두암, 비강암, 부비동암, 비인두암, 침샘암, 하인두암, 갑상선암, 흉부종양, 소세포성 폐암, 비소세포성 폐암, 흉선암, 종격동 종양, 식도암, 유방암, 남성유방암, 복부종양, 위암, 간암, 담낭암, 담도암, 췌장암, 소장암, 대장암, 항문암, 방광암, 신장암, 남성생식기종양, 음경암, 요도암, 전립선암, 여성생식기종양, 자궁경부암, 자궁내막암, 난소암, 자궁육종, 질암, 여성 외부생식기암, 여성요도암, 피부암, 골수종, 백혈병 및 악성림프종일 수 있으며, 바람직하게는 대장암, 폐암, 췌장암, 피부암 및 간암을 포함할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 조성물은 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 균주의 배양물, 파쇄물, 발효물 또는 추출물을 포함하는 암 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물일 수 있다.
본 발명에 따른 조성물이 약제학적 조성물로 활용될 경우, 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 균주 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.
상기 약제학적 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용가능한 담체를 1종 이상 포함하여 약제학적 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.
예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약제학적으로 허용가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연당, 옥수수감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐아세테이트, 소듐 클로라이드등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄검 등을 포함한다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충식염수, 알부민 주사 용액, 덱스트로즈 용액, 말토덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
나아가 해당 분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.
한 구체예에서, 본 발명은 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130, 이의 배양물, 이의 파쇄물, 이의 발효물 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다. 상기 식품 조성물은 건강기능식품 또는 음료, 바 등의 형태를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 균주를 유효성분으로 포함하는 식품 조성물은 발효유 등의 음료를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 식품 조성물은 상기 약제학적 조성물과 동일한 방식으로 제제화되어 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 비타민복합제, 건강보조식품류 등이 있다.
본 발명의 식품 조성물은 식품 제조시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제 [타우마틴, 스테비아추출물 (예를 들어 레바우디오시드A, 글리시르히진 등]) 및 합성향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제와 음료류로 제조되는 경우에는 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 및 각 종 식물 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
상기 본 발명에 따른 조성물은 사료첨가제 또는 사료로서 이용될 수 있다.
사료 첨가제로서 이용될 경우, 상기 조성물은 20 내지 90% 고농축액이거나 분말 또는 과립 형태로 제조될 수 있다. 상기 사료첨가제는 구연산, 후말산, 아디픽산, 젖산, 사과산등의 유기산이나 인산 나트륨, 인산 칼륨, 산성 피로인산염, 폴리인산염(중합인산염) 등의 인산염이나, 폴리페놀, 카테킨, 알파-토코페롤, 로즈마리 추출물, 비타민 C, 녹차 추출물, 감초 추출물, 키토산, 탄닌산, 피틴산 등의 천연 항산화제 중 어느 하나 또는 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 사료로서 이용될 경우, 상기 조성물은 통상의 사료 형태로 제제화 될 수 있으며, 통상의 사료성분을 함께 포함할 수 있다.
상기 사료첨가제 및 사료는 곡물, 예를 들면 분쇄 또는 파쇄된 밀, 귀리, 보리, 옥수수 및 쌀; 식물성 단백질 사료, 예를 들면 평지, 콩, 및 해바라기를 주성분으로 하는 사료; 동물성 단백질 사료, 예를 들면 혈분, 육분, 골분 및 생선분; 당분 및 유제품, 예를 들면 각종 분유 및 유장 분말로 이루어지는 건조성분 등을 더 포함할 수 있으며, 이외에도 영양보충제, 소화 및 흡수향상제, 성장촉진제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 사료첨가제는 동물에게 단독으로 투여하거나 식용 담체 중에서 다른 사료첨가제와 조합하여 투여할 수도 있다. 또한, 상기 사료첨가제는 탑드레싱으로서 또는 이들을 동물사료에 직접 혼합하거나 또는 사료와 별도의 경구제형으로 용이하게 동물에게 투여할 수 있다. 상기 사료첨가제를 동물사료와 별도로 투여할 경우, 당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이 약제학적으로 허용가능한 식용 담체와 조합하여, 즉시 방출 또는 서방성 제형으로 제조할 수 있다. 이러한 식용 담체는 고체 또는 액체, 예를 들어 옥수수전분, 락토오스, 수크로오스, 콩플레이크, 땅콩유, 올리브유, 참깨유 및 프로필렌글리콜일 수 있다. 고체 담체가 사용될 경우, 사료첨가제는 정제, 캡슐제, 산제, 트로키제 또는 함당정제 또는 미분산성 형태의 탑 드레싱일 수 있다. 액체 담체가 사용될 경우, 사료첨가제는 젤라틴 연질 캡슐제, 또는 시럽제나 현탁액, 에멀젼제, 또는 용액제의 제형일 수 있다.
또한, 상기 사료첨가제 및 사료는 보조제, 예를 들어 보존제, 안정화제, 습윤제 또는 유화제, 용액촉진제 등을 함유할 수 있다. 상기 사료첨가제는 침주, 분무 또는 혼합하여 동물의 사료에 첨가하여 이용될 수 있다.
본 발명의 사료 또는 사료첨가제는 포유류, 가금 및 어류를 포함하는 다수의 동물식이에 적용할 수 있다.
본 발명에 있어서 동물을 포유류를 포함하고 포유류로서 돼지, 소, 양, 염소, 실험용 설치동물, 및 실험용 설치동물뿐만 아니라, 애완동물(예: 개, 고양이) 등에게 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 조성물에 포함되는 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 균주의 양은 1회를 기준으로 약 106 내지 1012 cfu/g일 수 있으며, 예컨대 107 내지 1011 cfu/g, 108 내지 1010 cfu/g일 수 있다. 균주를 투여할 경우에는 생균 상태로 투여하는 것이 바람직하며, 섭취 전에 사멸시키거나 감쇄(attenuation) 상태로 투여할 수 있다. 또한, 배양 상등액 등을 사용하여 제조할 경우에는 열처리 과정을 통한 멸균화 과정을 추가적으로 거칠 수 있다. 최소의 효능을 가지는데 필요한 균주량 및 일일 섭취 정도는 섭취자의 신체 또는 건강상태에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 약 106 내지 1012 cfu/g일 수 있으며, 예컨대 107 내지 1011 cfu/g, 108 내지 1010 cfu/g일 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어있는 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 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명에 따른 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130은 김치로부터 분리된 유산균으로서, 우수한 항암 효과를 나타내므로, 암 질환의 예방, 개선, 및 치료 용도를 위해 다양하게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 WiKim0130 균주 처리에 따른 항종양 활성을 위한 염증성 사이토카인 분석 그래프이다((a) IL-12p70, (b) TNF, (c) IL-6, (d) MCP-1).
도 2는 본 발명에 따른 WiKim0130 균주 처리에 따른 In vitro 항암 활성 효능 분석 그래프이다((a) CT26, MC38, HT29, 및 SW620, (b) H1650 및 A549, (c) PANC1, (d) A375, (e) HepG2, (f) CCD986Sk).
도 3은 본 발명에 따른 WiKim0130 균주 처리에 따른 CT26 생쥐 대장암의 종양 크기 변화 사진(a) 및 종양 부피 변화 그래프 (b)이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130의 분리, 배양 및 특성 확인
본 발명자는 적숙기 깍두기 김치로부터 김치 유산균을 분리하였다. 김치 시료를 파쇄하고 김치 추출물의 원액을 MRS agar 배지(Difco)에 도말 후 30℃에서 24시간 이상 배양하였다. 배양 후 형성된 단일 콜로니를 계대배양하여 균단일 집락을 선별하였고, 선별된 균단일 집락은 16S RNA 염기서열 분석을 통하여 최종적으로 동정하였다.
MRS agar 배지(Difco)에 배양된 락티플란티바실러스 파라플란타룸(Lactiplantibacillus paraplantarum)의 단일 콜로니를 MRS 액체배지 20 ml에 접종 후 37℃에서 24시간 동안 정치 배양하였다. 배양 후, 균체를 8,000 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 배양액을 제거하고, PBS(Phosphate Buffered Saline)용액으로 3회 세척하여 남아 있는 배지 성분을 제거 하였다.
본 발명의 실시예를 통해 분리된 균주는 미생물의 동정을 위한 16S rDNA 염기서열 분석 결과, SEQ ID NO: 1의 핵산서열을 갖는 것으로 나타났다.
이에, 본 발명의 미생물을 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 (Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130)으로 명명하였으며, 한국미생물보존센터에 2021년 04월 22일자로 기탁하였다(수탁번호 KCCM12978P).
다음으로, 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 (Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130)의 균학적 특성을 확인하였으며, 결과는 아래와 같다.
1) 균의 특성
① 세포의 형태: 간균
② 그람(Gram) 염색: 양성
③ 생육온도: 생장가능 생육온도 15~40℃
최적 생장온도: 37℃
④ 생육 pH 생장가능 생육 pH 4.0~ 7.5
최적 pH 6.0 ~ 6.5
⑤ 산소에 대한 영향: 통성혐기성
2) 균락의 형태
① 형상: 원형
② 융기: 볼록
③ 표면: 매끄러움(Smooth)
3) 카탈라제: -
4) 가스형성여부: -
5) 15℃에서 생육: +
6) 45℃에서 생육: -
7) 인돌생산: -
8) 젖산생산: +
9) Biomerieux 사의 유산균 동정용 API 50 CH kit를 이용한 실험
반응 기질 결과 반응기질 결과
1 글리세롤 - 26 살리신 +
2 에리스리톨 -  27 셀로비오스 +
3 D 아라비노스 -  28 말토스 +
4 L 아라비노스 - 29 유당 - 
5 리보스 D-리보스 -  30 멜리비오스 - 
6 D 크실로스 D-크실로스 -  31 자당 +
7 L 크실로스 L-크실로스 -  32 트레할로스 +
8 아도니톨 D-아도니톨 -  33 이눌린 - 
9 메틸-BD-크실로푸라노시클 -  34 멜레지토스 +
10 D-갈락토스 -  35 라피노스 - 
11 D-포도당 + 36 아미돈 - 
12 D-과당 +  37 글리코겐 - 
13 D-만노스 + 38 크실리톨 - 
14 L-소르보스 -  39 겐티오비오스 +
15 FKASHTM -  40 D 투라노스 -
16 둘시톨 -  41 D 라이소스 - 
17 이노시톨 -  42 D 타가토스 - 
18 만니톨 + 43 D 푸코스 - 
19 소르비톨 -  44 L 푸코스 - 
20 a-메틸-D-만노시드 -  45 D 아라비톨 - 
21 a-메틸-D-클루코시드 -  46 L 아라비톨 - 
22 N-아세틸-글루코사민 + 47 글루코나테 -
23 아미그달린 + 48 2-케토-글루코나테 -
24 아르부틴 + 49 5-케토-글루코나테 - 
25 에스큘린 +    
실시예 2: 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130의 염증성 사이토카인 실험 결과
MC38 암세포가 이식된 마우스의 골수 세포로부터 분화시킨 수지상 세포에 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130을 처리하여 항암 활성 면역 사이토카인 발현을 확인하였다. 마우스 정강이뼈 및 대퇴골을 RPMI 배지와 주사기 바늘을 이용하여 골수 세포를 수득하였다. 분리된 골수세포는 그래뉼로사이트-마크로파지 콜로니-자극인자(GM-CSF), 10%의 열-비활성화된 우혈청, 50 μM β머캅토에탄올, 2 mM 글루타민을 함유하는 RPMI 1640 배지에서 배양하며 수지상세포로 분화시켰다. 2 × 105 cells/ml의 밀도로 96-웰 플레이트에 배양한 골수-유래 수지상세포에 MOI 3 의 농도로 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130을 24시간 동안 처리하고 상층액을 회수하여 사이토카인 분석을 실시하였으며, 염증 반응을 일으키며 항암 활성 사이토카인의 발현을 증가시키는 LPS (100 ng/ml)도 함께 비교하였고, 도 1에 나타내었다.
본 발명의 락티플란티바실러스 파라플란타룸WiKim0130을 골수유래 수지상세포에 처리하였을때 항암 면역반응을 활성화시키는 IL-12p70 발현이 8.3배 증가되고, 항암작용을 나타내는 TNF-a도 67.8배 증가, 항암 활성을 방해하는 TGF-β를 억제시키는 항암 면역반응에서 역할이 중요한 IL-6도 1695.1배 증가되었으며, 종양내로 면역세포의 침투를 유도하는 MCP-1도 10.2배 증가하였다.
실시예 3: 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130의 암세포 사멸능 확인 결과
락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 (Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130)의 항암 활성 효과를 관찰하기 위해 LDH assay kit를 이용하여 세포가 사멸될 때 방출되는 LDH leakage(%)를 측정하여 세포 사멸능(cell cytotoxicity)을 측정하였다. 항암 활성 효능실험에 사용된 세포는 CT26(생쥐 대장암)과 MC38(생쥐 대장암), HT29(사람 대장암), SW620(사람 대장암), H1650(사람 폐암), A549(사람 폐암), PANC1(사람 췌장암), A375(사람 피부암), HepG2(사람 간암) 세포 그리고 정상 피부세포주인 CCD-986-sk를 이용하였다.
- 마우스 유래 암세포 CT26과 MC38은 10% fetal bovine serum (FBS)과 1% penicillin/streptomycin을 첨가한 DMEM 배지에 37℃5% CO2 배양기에서 계대배양하며 성장기의 세포를 사용하여 실험하였다. 배양된 CT26, MC38 세포는 0.05% trypsin-EDTA로 37℃배양기에서 3분간 처리하여 세포를 탈착한 다음 DPBS로 2회 세척 후 1 X 104 cells/well로 준비하였다.
- 사람 유래 암세포 HT29, SW620, H1650, A549, PANC1, A375, HepG2는 10% fetal bovine serum (FBS)과 1% penicillin/streptomycin을 첨가한 RPMI 배지에 37℃5% CO2배양기에서 계대배양하여 성장기의 세포를 사용하여 실험하였다. 배양된 HT29, SW620, H1650, A549, PANC1, A375, HepG2세포는 0.05% trypsin-EDTA로 37℃배양기에서 3분간 처리하여 세포를 탈착한 다음 DPBS로 2회 세척 후 1 X 104 cells/well로 준비하였다.
- 사람 유래 정상피부세포 CCD-986sk는 10% fetal bovine serum (FBS)과 1% penicillin/streptomycin을 첨가한 RPMI 배지에 37℃5% CO2배양기에서 계대배양하면서 성장기의 세포를 사용하여 실험하였다. 배양된 CCD-986sk는 0.05% trypsin-EDTA로 37℃배양기에서 3분간 처리하여 세포를 탈착한 다음 DPBS로 2회 세척 후 1 X 104 cells/well로 준비하였다.
- 암세포 사멸능(cell viability assay)는 MOI3 농도로 처리한 다음 72시간 동안 배양하였고, 배양 후 LDH assay 시약을 처리한 후 흡광도(OD490 nm)를 측정하였다. 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 를 처리하지 않은 세포의 흡광도를 100% 기준으로, 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130을 처리 한 세포의 LDH leakage (%)를 계산하였다.
- 그 결과를 도 2의 그래프에 나타내었다. 대장암(3종), 폐암(2종), 췌장암(1종) 세포가 배양된 후 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130을 처리한 세포의 세포 사멸능을 관찰하였으며, 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 (Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130) 를 처리하지 않은 각각의 암세포를 100% 기준으로, 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 (Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130)를 처리한 CT26(생쥐 대장암세포)은 142.6%, MC38(생쥐 대장암세포)은 303.9%, HT29(사람 대장암세포)은 165.4%, SW620(사람 대장암세포)은 193.4%, H1650(사람 비소세포폐암세포)은 156.9%, A549(사람 비소세포폐암세포)은 124.8%, PANC1(사람 췌장암세포)은 134.5%, A375(사람 피부암세포)는 128.2%, HepG2(사람 간암세포)는 133.7%로 LDH leakage 관찰 따른 암세포 사멸능을 확인하였으며, 항암활성효과 판정은 정상세포주인 CCD-986-sk(사람 피부세포)의 세포독성은 95.1%로 대조군 세포와 비슷한 값으로 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130을 처리하지 않은 세포보다 약 5% 더 잘 생존하는 것으로 관찰되어 정상피부세포의 세포사멸은 관찰되지 않았다.
실시예 4: 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130의 항종양 효과 확인
실험에 사용된 실험동물은 수컷 5주령의 BALB/c 마우스 (오리엔트 바이오, 한국)를 공급받았고, 실내 온도 20±2℃습도 55±15%가 유지되는 SPF 환경의 동물 사육실에서 1주일의 안정화 기간을 거쳐 실험기간 동안 사육하였다. 사료는 항생제가 첨가되지 않은 일반적인 팰렛 사료를 공급하였고, 물은 수시로 섭취할 수 있게 하였다. 실험 진행은 세계김치연구소 동물실험윤리위원회에서 승인된 프로토콜에 따라 모든 동물 사육, 실험 및 안락사를 실시하였다. 종양 크기 변화의 관찰은3.14 x (길이 x 높이 x 넓이)/6의 식을 사용하여 종양의 부피(mm3)를 측정하여 진행하였다.
1) CT26 항종양 효과 확인
- CT26 생쥐 대장암 세포(ATCC, 미국)는 구입하여 사용하였다. CT26 생쥐 대장암 세포는 10% 우태아혈청과 1% 페니실린-스트렙토마이신(penicillin-streptomycin)을 포함한 DMEM 배지(Hyclone, 미국)를 사용하여 5% CO2, 37℃조건에서 배양하였다.
- CT26세포이식 동물모델 제작을 위해서 6주령 BALB/c 마우스(18-21 g)를 실험에 이용하였다. 배양한 생쥐 대장암 세포 CT26는 1x105 를 수확 (harvest)한 후, 50 μl의 PBS에서 재부유한 후 마우스의 오른쪽 대퇴부(thigh) 피하에 주입하였다. 약 11~13일 후 종양이 형성되어 부피가 약 70~80 mm3 되면 효능 분석을 위한 실험을 수행하였다.
-락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 (Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130) 균주의 항종양 효과를 확인하기 위하여 CT26 암세포 이식 생쥐 종양모델을 제작하여 항종양 효능을 확인하여 도 3에 나타내었다. 종양의 부피가 약 80~100 mm3 된 후, 종양이 형성된 마우스에 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 를 꼬리정맥 주사하였다. 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130은 PBS를 이용하여 1×1010 CFU/ml 균수로 정량하여 준비하였으며, 0.1 ml (1×109 CFU)씩 실험동물에 1회 꼬리정맥주사하고, 음성대조군에는 PBS를 투여하였다. 시간 경과에 따라 CT26 생쥐 대장암의 종양 크기의 변화를 육안으로 확인하였고, 암모델 마우스에서 종양크기의 부피를 측정하였다. 그 결과, 시간 경과에 따른 종양의 크기의 변화를 10~13일 동안 육안으로 확인하였고, 암모델 마우스에서 종양조직의 부피도 측정하였다. 그 결과, 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 유산균이 주사된 CT26(생쥐 대장암) 세포 이식 마우스 그룹에서는 종양이 대조군 대비 99.6% 감소되는 치료효과가 관찰되었다.
본 발명의 유산균 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130 김치 유산균을 꼬리 정맥 주사 후 종양이 감소되는 효능이 관찰되었으며, 대조군(PBS)의 종양에 비해 평균 99.6% 감소됨으로서 그 종양 부피의 증가율이 유의적(P<0.001) 으로 현저하게 감소하는 것이 확인되었다.
한국미생물보존센터(국외) KCCM12978P 20210422
<110> KOREA FOOD RESEARCH INSTITUTE <120> Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130 <130> P21R10C0643 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1295 <212> DNA <213> Unknown <220> <223> Lactiplantibacillus paraplantarum <400> 1 tggtgagtaa cacgtgggaa acctgcccag aagcggggga taacacctgg aaacagatgc 60 taataccgca taacaacttg gaccgcatgg tccgagtttg aaagatggct tcggctatca 120 cttttggatg gtcccgcggc gtattagcta gatggtgagg taacggctca ccatggcaat 180 gatacgtagc cgacctgaga gggtaatcgg ccacattggg actgagacac ggcccaaact 240 cctacgggag gcagcagtag ggaatcttcc acaatggacg aaagtctgat ggagcaacgc 300 cgcgtgagtg aagaagggtt tcggctcgta aaactctgtt gttaaagaag aacatatctg 360 agagtaactg ttcaggtatt gacggtattt aaccagaaag ccacggctaa ctacgtgcca 420 gcagccgcgg taatacgtag gtggcaagcg ttgtccggat ttattgggcg taaagcgagc 480 gcaggcggtt ttttaagtct gatgtgaaag ccttcggctc aaccgaagaa gtgcatcgga 540 aactgggaaa cttgagtgca gaagaggaca gtggaactcc atgtgtagcg gtgaaatgcg 600 tagatatatg gaagaacacc agtggcgaag gcggctgtct ggtctgtaac tgacgctgag 660 gctcgaaagt atgggtagca aacaggatta gataccctgg tagtccatac cgtaaacgat 720 gaatgctaag tgttggaggg tttccgccct tcagtgctgc agctaacgca ttaagcattc 780 cgcctgggga gtacggccgc aaggctgaaa ctcaaaggaa ttgacggggg cccgcacaag 840 cggtggagca tgtggtttaa ttcgaagcta cgcgaagaac cttaccaggt cttgacatac 900 tatgcaaatc taagagatta gacgttccct tcggggacat ggatacaggt ggtgcatggt 960 tgtcgtcagc tcgtgtcgtg agatgttggg ttaagtcccg caacgagcgc aacccttatt 1020 atcagttgcc agcattaagt tgggcactct ggtgagactg ccggtgacaa accggaggaa 1080 ggtggggatg acgtcaaatc atcatgcccc ttatgacctg ggctacacac gtgctacaat 1140 ggatggtaca acgagttgcg aactcgcgag agtaagctaa tctcttaaag ccattctcag 1200 ttcggattgt aggctgcaac tcgcctacat gaagtcggaa tcgctagtaa tcgcggatca 1260 gcatgccgcg gtgaatacgt tcccgggcct tgtac 1295

Claims (9)

  1. 수탁번호 KCCM12978P의 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130(Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130).
  2. 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130(Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130; 수탁번호 KCCM12978P), 이의 배양물, 이의 파쇄물 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는 대장암, 간암, 폐암, 췌장암 또는 피부암의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 식품은 건강기능식품인 식품 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 식품은 음료 또는 바인 식품 조성물.
  5. 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130(Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130; 수탁번호 KCCM12978P) 또는 이의 배양물로 이루어지는 것인 발효용 유산균 스타터.
  6. 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130(Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130; 수탁번호 KCCM12978P), 이의 배양물, 이의 파쇄물 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는 사료 또는 사료 첨가제 조성물.
  7. 락티플란티바실러스 파라플란타룸 WiKim0130(Lactiplantibacillus paraplantarum WiKim0130; 수탁번호 KCCM12978P), 이의 배양물, 이의 파쇄물 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는 대장암, 간암, 폐암, 췌장암 또는 피부암 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  8. 삭제
  9. 삭제
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