KR102566917B1 - Composition for inhibiting multi-pathogenic microbial biofilm formation comprising saw palmetto oil and its unsaturated fatty acids as effective ingredients - Google Patents

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Abstract

본 발명은 쏘팔메토 오일 및 이의 불포화 지방산을 유효성분으로 함유하는 바이오필름 형성 억제용 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 쏘팔메토 오일 및 이의 불포화 지방산인 라우르산(lauric acid) 및 미리스트산(myristic acid)은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 병원성대장균(E. coli O157:H7), 및 칸디다 알비칸스(Candida albicans) 각각 단독, 이중 종(dual species), 삼중 종(three species)의 바이오필름 형성을 최소한의 세포 독성 효과로 억제하며, 이들 중 라우르산 또는 미리스트산을 항생제 또는 항진균제와 병용처리하여 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 병원성대장균(E. coli O157:H7)에 대해 상승적인 항균 효과가 있다.
따라서, 상기 쏘팔메토 오일 및 이의 불포화 지방산을 유효성분으로 함유하는 조성물은 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 코팅 조성물 또는 항균 조성물로 유용하게 활용될 수 있다.
The present invention relates to a composition for inhibiting biofilm formation containing saw palmetto oil and its unsaturated fatty acids as active ingredients. According to the present invention, saw palmetto oil and its unsaturated fatty acids, lauric acid and Myristic acid was found in Staphylococcus aureus, E. coli O157:H7, and Candida albicans alone, dual species, and three species, respectively. biofilm formation is inhibited with minimal cytotoxic effect, and lauric acid or myristic acid among them is treated in combination with antibiotics or antifungal agents to prevent Staphylococcus aureus and pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7). It has a synergistic antibacterial effect against
Therefore, the composition containing saw palmetto oil and its unsaturated fatty acids as active ingredients can be usefully used as a coating composition for inhibiting biofilm formation of multi-pathogenic microorganisms or as an antibacterial composition.

Description

쏘팔메토 오일 및 이의 불포화 지방산을 유효성분으로 함유하는 다중 병원성 미생물 바이오필름 형성 억제용 조성물{Composition for inhibiting multi-pathogenic microbial biofilm formation comprising saw palmetto oil and its unsaturated fatty acids as effective ingredients}Composition for inhibiting multi-pathogenic microbial biofilm formation comprising saw palmetto oil and its unsaturated fatty acids as effective ingredients}

본 발명은 쏘팔메토 오일 및 이의 불포화 지방산을 유효성분으로 함유하는 다중 병원성 바이오필름 형성 억제용 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for inhibiting multi-pathogenic biofilm formation containing saw palmetto oil and unsaturated fatty acids thereof as active ingredients.

바이오필름(biofilm) 또는 생물막은 자체 생산된 세포 외 고분자 물질에 의해 표면에 자라는 고착 된 미생물 군집으로, 이러한 필름은 자연, 의학 및 공학 환,경에 편재하여 나타난다. 병원성 바이오필름은 기존의 항생제, 숙주 방어 시스템 및 외부 스트레스에 내성을 가지고 있어 인체 건강에 심각한 문제를 일으킬 수 있으며, 만성 세균 감염을 지속시킨다.A biofilm or biofilm is a colony of sessile microorganisms that grow on a surface by self-produced extracellular polymeric material, and these films appear ubiquitously in natural, medical, and engineered environments. Pathogenic biofilms are resistant to conventional antibiotics, host defense systems, and external stresses, which can cause serious problems in human health and persist chronic bacterial infections.

관련하여, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)은 다양한 급성 및 만성 감염의 원인균이다. 종종 항생제 내성을 나타내며, 전세계적인 병원 내 감염(nosocomial infection) 발생에 책임이 있다. 바이오필름 형성이 항생제 내성에 중요한 역할을 하기 때문에 황색포도상구균에 의한 바이오필름 형성은 의료 분야에서 특히 우려되는 사항이다. 메티실린(methicillin) 내성 황색포도상구균 및 반코마이신(vancomycin) 내성 황색포도상구균과 같은 다제(multidrug) 내성 균주의 출현은 심각한 위협이 되고 있다. 황색포도상구균은 α-헤모라이신(α-hemolysin), 엔테로톡신(enterotoxins), 코아귤레이즈(coagulase) 및 프로테인 A(protein A)와 같은 여러 가지 외독성(exotoxin) 물질을 분비한다. 특히 α-헤모라이신(α-톡신으로도 알려짐)은 주요 독성 인자로서 패혈증, 폐렴 및 심한 피부 감염의 병원균과 관련되어 있고, 바이오필름 형성에 기여하는 것으로 알려져 있다. 따라서 약제 내성을 갖지 않으며 황색포도상구균의 바이오필름을 억제할 수 있는 무독성 화합물을 발견하는 것이 중요하다.Relatedly, Staphylococcus aureus is the causative agent of various acute and chronic infections. Often resistant to antibiotics, it is responsible for the worldwide outbreak of nosocomial infections. Biofilm formation by Staphylococcus aureus is of particular concern in the medical field because biofilm formation plays an important role in antibiotic resistance. The emergence of multidrug-resistant strains such as methicillin-resistant Staphylococcus aureus and vancomycin-resistant Staphylococcus aureus poses a serious threat. Staphylococcus aureus secretes various exotoxins such as α-hemolysin, enterotoxins, coagulase and protein A. In particular, α-hemolysin (also known as α-toxin) is a major virulence factor associated with pathogens of sepsis, pneumonia, and severe skin infections, and is known to contribute to biofilm formation. Therefore, it is important to find a non-toxic compound that does not have drug resistance and can inhibit the biofilm of Staphylococcus aureus.

한편, 대부분의 항생제는 이상적으로 숙주 또는 환경에 해를 끼치지 않고 미생물 성장을 억제하는 것을 목표로 한다. 그러나 이러한 약제의 남용으로 인해 전 세계적으로 약물 내성 병원체가 출현하였다. 박테리아 및 곰팡이 바이오필름은 항균 저항성 및 다양한 장치 관련 감염에서 중요한 역할을 하며, 다양한 병원성 미생물이 종종 여러 종의 생물막을 형성하여 항생제에 대한 내성을 더욱 증가시킨다.On the other hand, most antibiotics ideally aim to inhibit microbial growth without harming the host or the environment. However, the overuse of these drugs has led to the emergence of drug-resistant pathogens worldwide. Bacterial and fungal biofilms play an important role in antibacterial resistance and various device-associated infections, and various pathogenic microbes often form multispecies biofilms to further increase resistance to antibiotics.

다시 말해, 바이오필름이 형성되면 이는 항생제 내성 상태가 되었다고 볼 수 있으며, 이러한 경우 세균들의 항생제에 대한 감수성이 낮아져 항생제를 사용해도 거의 효과가 없으며, 특히 생물막을 형성하고 있는 세균에 의한 감염은 여러 가지 항생제에 대해 내성을 갖는 다제내성균에 의한 경우가 많아 더욱 문제가 심각하다.In other words, when a biofilm is formed, it can be seen that it has become resistant to antibiotics. In this case, the sensitivity of bacteria to antibiotics is lowered, so antibiotics are almost ineffective. In particular, infections caused by bacteria forming biofilms are The problem is more serious because there are many cases caused by multidrug-resistant bacteria that are resistant to antibiotics.

따라서, 단일 및 다중 미생물 바이오필름 형성을 제어하기 위해 대체 무독성 접근법이 필요한 실정이다. 현재의 항균 전략과 달리 약물 내성의 위험을 줄이기 위해서는 플랑크톤 세포 성장(planktonic cell growth)을 억제하지 않는 바이오필름 또는 생물막 억제제를 식별하는 것이 중요하다고 인식되고 있다.Therefore, alternative non-toxic approaches are needed to control single and multi-microbial biofilm formation. Unlike current antibacterial strategies, it is recognized that it is important to identify biofilm or biofilm inhibitors that do not inhibit planktonic cell growth to reduce the risk of drug resistance.

현재 다중 종(multispecies) 바이오필름의 중요성이 점차 인식되고 있으며, 단일 종 바이오필름에 대한 연구 결과는 많으나, 이중종 바이오필름(dual species biofilm) 및 삼중 종의 바이오필름(three species biofilm) 억제는 아직까지 거의 보고되지 않는 실정이다.Currently, the importance of multispecies biofilms is gradually recognized, and there are many research results on single species biofilms, but inhibition of dual species biofilms and three species biofilms has not yet been achieved. Until now, it has hardly been reported.

한편, 식물은 항생제 및 기타 의약품의 주요 공급원이며, 다양한 식물의 2차 대사 산물이 황색포도상구균에 대한 항균 활성을 갖는 것으로 알려져 있다. 대표적인 예로서 쏘팔메토(Seronoa repens) 열매 추출물은 전립선 비대증의 대체 치료법으로 널리 사용되어 왔는데, 쏘팔메토 제품의 주요 성분은 지방산(90% 이상)과 피토스테롤이며, 주요 지방산은 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트 산, 올레산, 리놀렌산/리놀레산 및 스테아르산 등이다.On the other hand, plants are a major source of antibiotics and other pharmaceuticals, and secondary metabolites of various plants are known to have antibacterial activity against Staphylococcus aureus. As a representative example, saw palmetto (Seronoa repens) fruit extract has been widely used as an alternative treatment for benign prostatic hyperplasia. Pric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, oleic acid, linolenic/linoleic acid and stearic acid.

특히 이러한 지방산은 모든 형태의 생명체에 널리 퍼져 있으며 70개 이상의 천연 지방산이 확인되었다. 대부분 100 μg/ml 용량 이상의 다양한 지방산의 항균 활성은 다양한 미생물에 대해 보고되었다. 그러나 최근 연구에 따르면 지방산은 최소 억제 농도(MICs) 보다 훨씬 낮은 농도에서 박테리아와 곰팡이에 대한 항균막 및 항바이러스 활성을 나타내며 균근균(mycorrhizal fungi)의 포자 형성을 촉진한다고 알려진 바 있다.In particular, these fatty acids are widespread in all forms of life, and more than 70 natural fatty acids have been identified. Antibacterial activities of various fatty acids, mostly at doses of 100 µg/ml or higher, have been reported against a variety of microorganisms. However, recent studies have shown that fatty acids exhibit antibacterial and antiviral activity against bacteria and fungi at concentrations well below the minimum inhibitory concentrations (MICs) and promote sporulation of mycorrhizal fungi.

이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 이중 종(dual species) 또는 삼중 종(three species)의 바이오필름 억제 효과를 갖는 바이오필름 억제 조성물을 개발하고자 하였다. 이에 쏘팔메토 오일 및 이의 불포화 지방산이 바이오필름 억제 조성물로 사용될 수 있는지 여부, 상세하게 황색포도상구균(S. aureus), 병원성대장균(E. coli O157:H7) 및 칸디다균(albicans)에 대해서 각각의 단일, 이중 종(dual species) 균주, 삼중 종(three species) 균주 억제 효과가 있는지 확인하였다. 추가로, 지방산과 항생제의 시너지 효과를 통해 항균 효과와 세포 독성을 확인하였다.Under this background, the present inventors tried to develop a biofilm inhibitory composition having a dual species or three species biofilm inhibitory effect. Therefore, whether saw palmetto oil and its unsaturated fatty acids can be used as a biofilm inhibitory composition, in detail, for S. aureus, Escherichia coli O157:H7 and Candida albicans, respectively It was confirmed whether there was an inhibitory effect on single, dual species strains, and three species strains of . In addition, the antibacterial effect and cytotoxicity were confirmed through the synergistic effect of fatty acids and antibiotics.

한국등록특허 제10-1183484호(2012.09.11. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1183484 (registered on September 11, 2012)

본 발명자들은 쏘팔메토 오일 및 이로부터 추출한 라우르산과 미리스트산이 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans에 의한 삼중 종의 바이오필름 형성을 최소한의 세포 독성 효과로 억제한다는 것을 확인하였으며, 특히 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans의 단일 종, 이중 종 및 삼중 종 병원성 미생물에 대한 바이오필름 형성을 억제할 수 있음을 밝혔다. 아울러, 라우르산 또는 미리스트산을 항생제와 병용처리하여 S. aureus, E.coli O157:H7에 대해 상승적인 항균 효과가 있음을 확인하였다.The present inventors confirmed that saw palmetto oil and lauric acid and myristic acid extracted therefrom inhibit the formation of three species of biofilm by S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans with minimal cytotoxic effect In particular, it was found that the biofilm formation of S. aureus, E. coli O157:H7, and C. albicans single-, double-, and triple-species pathogenic microorganisms could be inhibited. In addition, it was confirmed that lauric acid or myristic acid had a synergistic antibacterial effect against S. aureus and E.coli O157:H7 by co-treatment with antibiotics.

따라서, 본 발명의 목적은 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물, 이를 이용한 다중 병원성 미생물 바이오필름 형성 억제 방법, 및 상기 조성물을 포함하는 코팅용 조성물 또는 항균성 조성물을 제공하는 데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for inhibiting biofilm formation of multiple pathogenic microorganisms, a method for inhibiting biofilm formation of multiple pathogenic microorganisms using the same, and a coating composition or antimicrobial composition comprising the composition.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 쏘팔메토 오일(saw palmetto oil), 이의 불포화 지방산인 라우르산(lauric acid), 및 미리스트산(myristic acid)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is effective at least one selected from the group consisting of saw palmetto oil, its unsaturated fatty acid lauric acid, and myristic acid It provides a composition for inhibiting biofilm formation of multi-pathogenic microorganisms containing as components.

또한, 본 발명은 상기 조성물; 및 항생제 또는 항진균제;를 생물체 또는 비생물체의 표면에 병용처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 병원성 미생물 바이오필름 형성 억제 방법을 제공한다.In addition, the present invention is the composition; And antibiotics or antifungal agents; It provides a method for inhibiting multi-pathogenic microbial biofilm formation comprising the step of concurrently treating the surface of an organism or a non-living organism.

또한, 본 발명은 상기 바이오필름 형성 억제용 조성물을 포함하는 다중 병원성 미생물 바이오필름 형성을 억제하기 위한 코팅용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a coating composition for inhibiting multi-pathogenic microorganism biofilm formation comprising the composition for inhibiting biofilm formation.

또한, 본 발명은 (a) 불포화 지방산으로서 라우르산(lauric acid) 또는 미리스트산(myristic acid); 및 (b) 항생제 또는 항진균제;를 유효성분으로 함유하는 항균성 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides (a) lauric acid or myristic acid as an unsaturated fatty acid; And (b) an antibiotic or antifungal agent; it provides an antimicrobial composition containing as an active ingredient.

본 발명에 따른 바이오필름 형성 억제용 조성물은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 병원성대장균(E. coli O157:H7), 및 칸디다 알비칸스(Candida albicans) 각각 단독, 이중 종(dual species), 삼중 종(three species)의 바이오필름 형성을 최소한의 세포 독성 효과로 억제하며, 이들 중 라우르산 또는 미리스트산을 항생제 또는 항진균제와 병용처리하여 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 병원성대장균(E. coli O157:H7)에 대해 상승적인 항균 효과가 있다. The composition for inhibiting biofilm formation according to the present invention is Staphylococcus aureus, pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7), and Candida albicans alone, dual species, and triple species, respectively. (Three species) biofilm formation is inhibited with minimal cytotoxic effect, and lauric acid or myristic acid among them are treated in combination with antibiotics or antifungal agents to inhibit Staphylococcus aureus and pathogenic Escherichia coli (E. coli O157). :H7) has a synergistic antibacterial effect.

따라서, 본 발명에 따른 조성물은 황색포도상구균(S. aureus), 병원성대장균(E. coli O157:H7) 및 칸디다균(albicans)의 바이오필름 형성을 억제할 수 있어 병원성 세균의 감염에 의한 감염성 질환의 예방 및 치료에 효과적으로 사용될 수 있다.Therefore, the composition according to the present invention can inhibit the formation of biofilms of Staphylococcus aureus (S. aureus), pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7) and Candida (albicans), thereby preventing infectious diseases caused by infection with pathogenic bacteria. It can be used effectively for the prevention and treatment of

도 1은 쏘팔메토 오일과 주요 지방산의 바이오필름 억제 활성을 확인한 결과이다. 도 1a는 96-웰 플레이트에서 24 시간 동안 미생물을 배양한 후 쏘팔메토 오일 존재 하에 각 미생물에 의한 바이오필름 형성을 정량화한 결과이고, 도 1b는 쏘팔메토 오일 내 주요 지방산의 화학 구조를 나타낸 것이고, 도 1c 내지 도 1f는 96-웰 플레이트에서 S. aureus MSSA 6538(c), E. coli O157:H7(d), C. albicans DAY185(e) 및 기타 Staphylococcus strains(f)의 라우르산(C12:0), 미리스트산(C14:0), 팔미트산(C16:0) 및 올레산(C18:1) 존재 하에서 37℃ 온도에서 24 시간 동안 배양 후 바이오필름 형성 억제 효과를 정량한 결과이고(n = 생물학적으로 독립적인 샘플 2 개, 오차 막대는 표준 편차를 나타냄*, P <0.05 vs. 미처리 대조군), 도 1g는 100 μg/ml 쏘팔메토 오일, 20 μg/ml 라우르산(C12:0) 또는 20 μg/ml 미리스트산(C14:0) 존재 하에서 폴리스티렌 플레이트 상에서 바이오필름 형성 여부를 공초점 레이저 현미경(CLSM)으로 관찰한 결과이다. 스케일 바는 100 μm 나타내며, 현미경 실험을 위해 2 개 이상의 독립적인 배양을 수행하고 10 개 이상의 무작위로 위치를 분석하였다.
도 2는 다중 미생물 모델(polymicrobial models)에서 쏘팔메토 오일, 라우르산(C12:0) 및 미리스트산(C14:0)의 바이오필름 형성 억제 효과를 확인한 결과이다. 도 2a는 LB 배지에서 S. aureus MSSA 6538 및 E. coli O157:H7의 이중 종 바이오필름 억제 효과를 나타낸 것이고, 도 2b는 PDB 및 LB 배지의 1:1 혼합물에서 S. aureus 6538 및 C. albicans DAY185의 이중 종 바이오필름 억제 효과를 확인한 결과이고, 도 2c는 PDB 및 LB 배지의 1:1 혼합물에서 E. coli O157:H7 및 C. albicans에 대한 이중 종 바이오필름 억제 효과를 나타낸 것이고, 도 2d는 PDB 및 LB 배지의 1:2 혼합물에서 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans 인 삼중 종 병원성 미생물에 대한 바이오필름 억제 효과를 확인한 결과이고(37℃에서 24 시간 동안 배양, n = 생물학적으로 독립적인 샘플 2 개. *, P <0.05 vs. 미처리 대조군), 도 2e는 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans의 삼중 종 병원성 미생물의 바이오필름에 대한 공초점 레이저 현미경(CLSM) 관찰한 결과이고, 도 2f는 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans의 삼중 종 병원성 미생물의 바이오필름에 대한 주사전자현미경(SEM) 관찰한 결과이다. 삽입된 도면에서 큰 세포는 C. albicans(파란색 삼각형으로 표시)이고, 작은 원형 세포는 S. aureus(빨간색 삼각형으로 표시)이며, 막대형은 E. coli O157:H7(노란색 삼각형으로 표시)이다. 노란색 눈금 막대는 100 μm, 흰색 눈금 막대는 15 μm, 삽입된 빨간색 눈금 막대는 3 μm 나타내고, 현미경 실험을 위해 2 개 이상의 독립적인 배양을 수행하고, 10 개 이상의 무작위 위치를 분석하였다.
도 3은 전사 프로파일(transcriptional profiles), 세포 소수성(cell hydrophobicity) 및 균사 형성(hyphal formation)에 대한 지방산의 효과를 확인한 결과이다. 도 3a 내지 도 3c는 전사 프로파일 결과로서, S. aureus MSSA 6538 (a), E. coli O157:H7 (b) 또는 C. albicans DAY185 (c)는 100 μg/ml 쏘팔메토 오일, 20 μg/ml 라우르산(C12:0) 또는 20 μg/ml 미리스트산(C14:0) 존재 또는 부존재 하에서 37℃에서 6 시간, 4 시간 또는 6 시간 동안 각각 250 rpm으로 흔들어 주고 qRT-PCR을 수행하여 얻은 폴드 변화(fold changes)를 나타낸 결과이다. 폴드(fold) 결과는 처리된 대조군과 처리되지 않은 대조군의 전사 변화를 나타난 것이고, 실험을 중복으로 수행하였다(유전자 당 4 번 qRT-PCR 반응을 수행함). *, P <0.05 vs. 미처리 대조군(None). 도 3d 내지 도 3f는 세포 소수성 및 균사 형성에 대한 지방산의 효과로서, S. aureus 6538 (d), E. coli O157(e), C. albicans DAY185 (f)에서 쏘팔메토 오일, 라우르산(C12:0) 및 미리스트산(C14:0)의 유무에 관계없이 37℃에서 24 시간 동안 배양한 후 소수성을 확인한 결과이다. 도 1g는 PDB 배지에서 C. albicans DAY185를 37℃에서 24 시간 동안 배양한 후 지방산에 의한 균사 필라멘트(hyphal filamentation) 억제를 확인한 결과이다. 스케일 바는 50 μm 나타내며, 현미경 실험을 위해 2 개 이상의 독립적인 배양을 수행하고 10 개 이상의 무작위로 위치를 선택하여 분석한 것이다.
도 4는 지방산; 또는 지방산과 항생제(antimicrobial agents)를 병용 투여시의 항병원성(Anti-virulence activities) 활성을 확인한 결과이다. 도 4a 내지 도 4c는 선충(Nematode) 생존율을 나타낸 결과로서, 쏘팔메토 오일, 라우르산(C12:0) 또는 미리스트산(C14:0) 존재 하에서 S. aureus MSSA 6538(a), E. coli O157:H7(b), C. albicans DAY185(c) 세포에 노출한 후 선충의 생존율을 확인한 결과이다. 도 4d는 4 일 동안 화학적 독성이 감염되지 않은 C. elegans를 처리하여 얻은 화학적 독성(Chemical toxicities) 평가 결과로서, OP50은 E. coli OP50을 먹인 대조군(OP50-fed controls)을 의미하며, 처리되지 않은 대조군은 None로 나타냈다. *, P < 0.05 vs. 미처리 대조군(None). OP50은 E. coli OP50을 나타냈다. 도 4e 및 도 4f는 항생제 또는 항진균제와 병용처리 시의 세포 생존율을 확인한 결과로서, 항생제인 젠타마이신(gentamycin)(10μg/ml) 및 항진균제인 암포테리신 B(0.5, 2 및 5 μg/ml)의 존재 하에서 S. aureus (e) 또는 E. coli O157:H7 (f)의 생존율을 측정한 결과이다. * = P < 0.05 vs. 미처리 대조군. None; 미처리 대조군. SPO : 쏘팔메토 오일(100 μg/ml), 지방산인 라우르산(C12:0) 및 미리스트산(C14:0) (20 μg/ml), Gen : 젠타마이신, AMB : 암포테리신 B. n = 생물학적으로 독립적인 2 개 샘플.
1 shows the results of confirming the biofilm inhibitory activity of saw palmetto oil and major fatty acids. Figure 1a is a result of quantifying biofilm formation by each microorganism in the presence of saw palmetto oil after culturing the microorganisms in a 96-well plate for 24 hours, and Figure 1b shows the chemical structure of major fatty acids in saw palmetto oil. 1c to 1f show lauric acid concentrations of S. aureus MSSA 6538 (c), E. coli O157:H7 (d), C. albicans DAY185 (e) and other Staphylococcus strains (f) in 96-well plates. (C12: 0), myristic acid (C14: 0), palmitic acid (C16: 0), and oleic acid (C18: 1) in the presence of 37 ℃ temperature for 24 hours after culturing for 24 hours, the result of quantifying the inhibitory effect on biofilm formation (n = 2 biologically independent samples, error bars indicate standard deviation*, P <0.05 vs. untreated control), Figure 1g shows 100 μg/ml saw palmetto oil, 20 μg/ml lauric acid ( C12: 0) or 20 μg / ml myristic acid (C14: 0) in the presence of biofilm formation on the polystyrene plate was observed by confocal laser microscopy (CLSM). The scale bar represents 100 μm, and for microscopy experiments, two or more independent cultures were performed and more than 10 locations were randomly analyzed.
2 shows the results of confirming the biofilm formation inhibitory effect of saw palmetto oil, lauric acid (C12:0) and myristic acid (C14:0) in polymicrobial models. Figure 2a shows the dual species biofilm inhibitory effect of S. aureus MSSA 6538 and E. coli O157:H7 in LB medium, and Figure 2b shows S. aureus 6538 and C. albicans in a 1:1 mixture of PDB and LB medium. DAY185 confirms the dual species biofilm inhibitory effect, and FIG. 2c shows the dual species biofilm inhibitory effect on E. coli O157:H7 and C. albicans in a 1:1 mixture of PDB and LB medium, and FIG. 2d is the result of confirming the biofilm inhibitory effect on the triple species pathogenic microorganisms S. aureus, E. coli O157: H7 and C. albicans in a 1:2 mixture of PDB and LB media (incubation at 37 ° C. for 24 hours, n = 2 biologically independent samples. *, P < 0.05 vs. untreated control), Fig. 2e shows confocal laser treatment of biofilms of tri-species pathogenic microorganisms of S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans. 2f is a scanning electron microscope (SEM) observation result of biofilms of three species of pathogenic microorganisms of S. aureus, E. coli O157:H7, and C. albicans. In the inset, the large cell is C. albicans (indicated by a blue triangle), the small round cell is S. aureus (indicated by a red triangle), and the rod type is E. coli O157:H7 (indicated by a yellow triangle). The yellow scale bar represents 100 μm, the white scale bar represents 15 μm and the inset red scale bar represents 3 μm. For microscopy experiments, at least two independent cultures were performed and at least 10 random positions were analyzed.
Figure 3 shows the results of confirming the effect of fatty acids on transcriptional profiles, cell hydrophobicity and hyphal formation. Figures 3a to 3c show the transcriptional profile results, S. aureus MSSA 6538 (a), E. coli O157:H7 (b) or C. albicans DAY185 (c) were treated with 100 μg/ml saw palmetto oil, 20 μg/ml In the presence or absence of ml lauric acid (C12:0) or 20 μg/ml myristic acid (C14:0), shaking at 250 rpm at 37° C. for 6 hours, 4 hours, or 6 hours, respectively, qRT-PCR was performed. This is the result showing the obtained fold changes. Fold results show the transcriptional changes of treated and untreated controls, and experiments were performed in duplicate (four qRT-PCR reactions were performed per gene). *, P < 0.05 vs. Untreated control (None). Figures 3d to 3f are the effects of fatty acids on cell hydrophobicity and hyphal formation, saw palmetto oil and lauric acid in S. aureus 6538 (d), E. coli O157 (e) and C. albicans DAY185 (f). (C12:0) and myristic acid (C14:0), this is the result of confirming the hydrophobicity after culturing at 37°C for 24 hours, regardless of the presence or absence of myristic acid (C14:0). Figure 1g is a result confirming the suppression of hyphal filamentation by fatty acids after culturing C. albicans DAY185 in PDB medium at 37 °C for 24 hours. The scale bar represents 50 μm, and was analyzed by performing at least 2 independent cultures and randomly selecting at least 10 positions for microscopy experiments.
4 shows fatty acids; Or, it is the result of confirming the activity of anti-virulence activities when a fatty acid and antimicrobial agents are co-administered. Figures 4a to 4c are the results showing the survival rate of nematodes, saw palmetto oil, lauric acid (C12: 0) or myristic acid (C14: 0) in the presence of S. aureus MSSA 6538 (a), E This is the result of confirming the survival rate of nematodes after exposure to C. coli O157:H7 (b) and C. albicans DAY185 (c) cells. Figure 4d is a result of chemical toxicity (Chemical toxicities) evaluation obtained by treating uninfected C. elegans for 4 days. A control group that did not do so was indicated as None. *, P < 0.05 vs. Untreated control (None). OP50 represented E. coli OP50. Figure 4e and Figure 4f is a result of confirming the cell viability of the antibiotic or antifungal agent and combined treatment, the antibiotic gentamycin (gentamycin) (10 μg / ml) and the antifungal agent amphotericin B (0.5, 2 and 5 μg / ml) This is the result of measuring the survival rate of S. aureus (e) or E. coli O157:H7 (f) in the presence of * = P < 0.05 vs. untreated control. None; untreated control. SPO: saw palmetto oil (100 μg/ml), fatty acids lauric acid (C12:0) and myristic acid (C14:0) (20 μg/ml), Gen: gentamicin, AMB: amphotericin B n = 2 biologically independent samples.

본 발명자들은 쏘팔메토 오일 및 이로부터 추출한 라우르산과 미리스트산이 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans에 의한 삼중 종(three species)의 바이오필름 형성을 최소한의 세포 독성 효과로 억제한다는 것을 확인하였으며, 특히 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans의 단일 종, 이중 종 및 삼중 종 병원성 미생물에 대한 바이오필름 형성을 억제할 수 있음을 밝혔다. 아울러, 라우르산 또는 미리스트산을 항생제 또는 항진균제와 병용처리하여 S. aureus, E.coli O157:H7에 대해 상승적인 항균 효과가 있음을 확인하며 본 발명을 완성하였다.The present inventors have found that saw palmetto oil and lauric acid and myristic acid extracted therefrom inhibit biofilm formation of three species by S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans with minimal cytotoxic effect. In particular, it was found that the biofilm formation of S. aureus, E. coli O157:H7, and C. albicans single-, double-, and triple-species pathogenic microorganisms could be inhibited. In addition, the present invention was completed by confirming that lauric acid or myristic acid combined with an antibiotic or antifungal agent had a synergistic antibacterial effect against S. aureus and E.coli O157:H7.

이에, 본 발명은 쏘팔메토 오일(saw palmetto oil), 이의 불포화 지방산인 라우르산(lauric acid), 및 미리스트산(myristic acid)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 유효성분으로 함유하는, 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물을 제공한다.Accordingly, the present invention contains, as an active ingredient, at least one selected from the group consisting of saw palmetto oil, its unsaturated fatty acid lauric acid, and myristic acid. Provided is a composition for inhibiting biofilm formation of multiple pathogenic microorganisms.

상기 병원성 미생물은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 병원성대장균(E. coli O157:H7), 및 칸디다 알비칸스(Candida albicans)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The pathogenic microorganism may be at least one selected from the group consisting of Staphylococcus aureus, pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7), and Candida albicans.

바람직하게는, 상기 조성물은 이중 종 바이오필름(dual species biofilm) 또는 삼중 종 바이오필름(three species biofilm) 형성을 억제하는 것이다.Preferably, the composition inhibits formation of a dual species biofilm or a three species biofilm.

상세하게, 상기 이중 종 바이오필름(dual species biofilm)은 황색포도상구균Staphylococcus aureus) 및 병원성대장균(E. coli O157:H7); 또는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 칸디다 알비칸스(Candida albicans); 또는 병원성대장균(E. coli O157:H7) 및 칸디다 알비칸스(Candida albicans);에서 선택된 미생물의 바이오필름을 억제할 수 있다.Specifically, the dual species biofilm is Staphylococcus aureus and pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7); or Staphylococcus aureus and Candida albicans; or pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7) and Candida albicans;

상기 삼중 종 바이오필름(three species biofilm)은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 병원성대장균(E. coli O157:H7) 및 칸디다 알비칸스(Candida albicans)의 바이오필름을 억제할 수 있다.The three species biofilm can inhibit biofilms of Staphylococcus aureus, E. coli O157:H7, and Candida albicans.

본 발명에서는 쏘팔메토 오일와 이의 풍부한 라우르산과 미리스트산이 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans의 단일 종, 이중 종 및 삼중 종 병원성 미생물에 대한 바이오필름 형성을 억제할 수 있음을 실험적으로 밝혔다.In the present invention, saw palmetto oil and its abundant lauric acid and myristic acid can inhibit biofilm formation against single, double and triple species pathogenic microorganisms such as S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans. was experimentally revealed.

또한, 상기 조성물은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에서 hla 및 hld 발현 억제하고, 병원성대장균(E. coli O157:H7)에서 핌브리아(fimbriae) 유전자인 csgAB; 운동성 유전자인 fimH, flhD 및 motB; 및 쿼럼 센싱(quorum sensing) 유전자인 luxR 및 luxS를 억제하고, 칸디다 알비칸스(Candida albicans)에서 세포벽 유전자인 HWP1를 억제하여 바이오필름의 형성을 억제할 수 있다.In addition, the composition inhibits the expression of hla and hld in Staphylococcus aureus, and csgAB, a fimbriae gene, in pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7); the motility genes fimH, flhD and motB; and quorum sensing genes, luxR and luxS, and inhibition of HWP1, a cell wall gene in Candida albicans, to inhibit biofilm formation.

상기 불포화 지방산은 균사 형성(hypha formation) 및 바이오필름 형성을 억제할 수 있다. The unsaturated fatty acids can inhibit hypha formation and biofilm formation.

상기 조성물은 항생제 또는 항진균제를 더 포함할 수 있다. 상기 항생제는 젠타마이신(gentamicin), 카나마이신(kanamycin), 테트라사이클린(tetracycline) 메티실린(methicillin), 반코마이신(vancomycin), 세팔로스포린(cephalosporin) 및 리팜피신 (rifampicin)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않는다.The composition may further contain an antibiotic or antifungal agent. The antibiotic may be at least one selected from the group consisting of gentamicin, kanamycin, tetracycline, methicillin, vancomycin, cephalosporin, and rifampicin. Yes, and is not necessarily limited thereto.

또한, 상기 항진균제는 암포테리신 B, 테르비나핀(terbinafine), 플루코나졸(fluconazole), 케토코나졸(ketoconazole), 이트라코나졸(intraconazole)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않는다.In addition, the antifungal agent may be at least one selected from the group consisting of amphotericin B, terbinafine, fluconazole, ketoconazole, and itraconazole, but is not necessarily limited thereto.

또한, 본 발명은 상기 바이오필름 형성 억제용 조성물; 및 항생제 또는 항진균제;를 생물체 또는 비생물체의 표면에 병용처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 병원성 미생물 바이오필름 형성 억제 방법을 제공한다.In addition, the present invention is a composition for inhibiting the formation of the biofilm; And antibiotics or antifungal agents; It provides a method for inhibiting multi-pathogenic microbial biofilm formation comprising the step of concurrently treating the surface of an organism or a non-living organism.

또한, 본 발명은 쏘팔메토 오일(saw palmetto oil), 이의 불포화 지방산인 라우르산(lauric acid), 및 미리스트산(myristic acid)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 유효성분으로 포함하는, 다중 병원성 미생물 바이오필름 형성을 억제하기 위한 코팅용 조성물을 제공한다. In addition, the present invention comprises as an active ingredient at least one selected from the group consisting of saw palmetto oil, its unsaturated fatty acid lauric acid, and myristic acid, Provided is a composition for coating for inhibiting multi-pathogenic microbial biofilm formation.

바람직하게는, 상기 조성물은 의료기기, 의료용 재료 또는 의료용 이식물에 코팅되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아님을 명시한다.Preferably, the composition may be coated on a medical device, medical material or medical implant, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 (a) 불포화 지방산으로서 라우르산(lauric acid) 또는 미리스트산(myristic acid); 및 (b) 항생제 또는 항진균제;를 유효성분으로 함유하는 항균성 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides (a) lauric acid or myristic acid as an unsaturated fatty acid; And (b) an antibiotic or antifungal agent; it provides an antimicrobial composition containing as an active ingredient.

바람직하게는, 상기 조성물은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 또는 병원성대장균(E. coli O157:H7)에 대한 항바이오필름 및 항균 활성을 나타낼 수 있다.Preferably, the composition may exhibit antibiofilm and antibacterial activity against Staphylococcus aureus or pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7).

또한, 본 발명에 따른 바이오필름 형성 억제용 조성물은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 병원성대장균(E. coli O157:H7), 및 칸디다 알비칸스(Candida albicans)의 바이오필름에 의해서 유발되는 감염성 질환 예방 또는 개선용 건강식품 조성물로도 제공될 수 있다. In addition, the composition for inhibiting biofilm formation according to the present invention prevents infectious diseases caused by biofilms of Staphylococcus aureus, E. coli O157:H7, and Candida albicans. Alternatively, it may be provided as a health food composition for improvement.

또한, 본 발명에 따른 바이오필름 형성 억제용 조성물은 항균용 화장료 조성물을 제공될 수 있다. 본 발명의 조성물이 화장료 조성물인 경우, 상기 화장료 조성물은 상기 성분 외에 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함할 수 있다. 또한 상기 화장료 조성물은 그 효과를 증진시키기 위해 피부 흡수 촉진제를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the composition for inhibiting biofilm formation according to the present invention may provide an antibacterial cosmetic composition. When the composition of the present invention is a cosmetic composition, the cosmetic composition may include, in addition to the components, a stabilizer, a solubilizer, common adjuvants such as vitamins, pigments and fragrances, and a carrier. In addition, the cosmetic composition may further include a skin absorption accelerator to enhance its effect.

따라서, 본 발명에 따른 바이오필름 형성 억제용 조성물은 다중 병원성 미생물의 바이오필름에 의해서 유발되는 감염성 질환 예방 또는 치료용 조성물, 항균용 조성물, 및 병원성 미생물 바이오필름 형성을 억제하기 위한 코팅용 조성물 등으로 유용하게 활용될 수 있다.Therefore, the composition for inhibiting biofilm formation according to the present invention includes a composition for preventing or treating infectious diseases caused by biofilms of multiple pathogenic microorganisms, an antibacterial composition, and a coating composition for inhibiting biofilm formation of pathogenic microorganisms. can be put to good use.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for explaining the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. .

실시예 1: 균주, 화학 물질, 및 배양 재료 준비Example 1: Preparation of strains, chemicals, and culture materials

본 연구에 사용된 11 가지 미생물, 배지, 최소 억제 농도(MIC), 및 최소 억제 농도(MIC) 측정을 위한 접종물 크기를 표 1에 나타냈다. 모든 배지[Luria-Bertani(LB), 트립신 대두 배지(tryptic soy broth, TSB), 감자 포도당 배지(potato dextrose broth, PDB), 영양 국물배지(nutrient broth) 및 한천(agar)는 Becton Dickinson(Franklin Lakes, NJ, USA)에서 구입하였다. 박테리아 및 효모에 대한 CLSI(Clinical Laboratory Standards Institute)에 따라 최소 억제 농도(MIC)를 결정했다(표 1). 표 1은 본 발명에서 사용된 균주 및 배양 배지와 쏘팔메토 오일, 라우르산 및 미리스트산의 최소 억제 농도(MIC)를 나타낸 표이다.Table 1 shows the 11 microorganisms used in this study, media, minimum inhibitory concentration (MIC), and inoculum sizes for minimum inhibitory concentration (MIC) determination. All media [Luria-Bertani (LB), tryptic soy broth (TSB), potato dextrose broth (PDB), nutrient broth and agar were prepared by Becton Dickinson (Franklin Lakes) , NJ, USA). Minimum inhibitory concentrations (MICs) were determined according to the Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) for bacteria and yeast (Table 1). Table 1 is a table showing the minimum inhibitory concentrations (MICs) of the strains and culture media used in the present invention and saw palmetto oil, lauric acid and myristic acid.

분광 광도계 및 콜로니 계수에 의해 평가된 바와 같이, 최소 억제 농도(MIC)를 세포 성장을 80% 까지 억제한 최저 농도로 정의하였다. 최소한 3 개의 독립적인 배양을 통해 실험을 수행하였다. 4 가지 지방산, 즉 도데칸산(라우르산), 테트라데칸산(미리스트산), 헥사데칸산(팔미트산), 9-옥타데센산(올레산)과, 항생제, 즉 젠타마이신 및 암포테리신 B를 Sigma-Aldrich(St. Louis, USA) 또는 TCI Co. (Tokyo, Japan)에서 구입하였다. DMSO (Dimethyl sulfoxide)를 사용하여 모든 지방산을 용해시키고 0.1 % (v/v) DMSO를 음성 대조군으로 사용하여 실험하였다. 참고로, 이 농도에서는 박테리아 성장이나 바이오필름 형성에 영향을 미치지 않았다.The minimal inhibitory concentration (MIC) was defined as the lowest concentration that inhibited cell growth by 80%, as assessed by spectrophotometry and colony counting. Experiments were performed with at least three independent cultures. Four fatty acids, dodecanoic acid (lauric acid), tetradecanoic acid (myristic acid), hexadecanoic acid (palmitic acid), 9-octadecenoic acid (oleic acid), and antibiotics, namely gentamicin and amphotericin B was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, USA) or TCI Co. (Tokyo, Japan). Dimethyl sulfoxide (DMSO) was used to dissolve all fatty acids, and 0.1% (v/v) DMSO was used as a negative control. For reference, this concentration did not affect bacterial growth or biofilm formation.

실시예 2: 96-웰 플레이트에서 바이오필름 형성 분석(Biofilm assay)Example 2: Biofilm formation assay in 96-well plate

다양한 미생물의 바이오필름 형성은 이전에 설명한 바와 같이 96-웰 폴리스티렌 플레이트에서 생성되었다. 간단히 말해서, 박테리아(bacteria)의 경우 OD 0.05 (~ 108 또는 107 CFU/ml)의 초기 탁도에서 밤새 배양하고, 칸디다균(Candida)의 경우 600 nm OD 0.1(~ 105 CFU/ml)의 초기 탁토에서 지방산을 포함하거나 포함하지 않은 상태의 최종 부피 300 μL의 적절한 배양배지에 접종하고, 37℃에서 흔들지 않고 24 시간 동안 배양하였다(표 1). 96-웰 플레이트(SPL Life Sciences, Pocheon, Korea)에 부착된 바이오필름 세포를 0.1% crystal violet Sigma-Aldrich (St. Louis, USA)로 20 분간 염색하고, 멸균 증류수로 반복적으로 세척하고 95% 에탄올에 재현탁 시켰다. 570 nm에서 플레이트를 판독하였으며, 그 결과는 두 개의 독립적인 배양에서 최소 6 회 반복하여 수행되었다. 억제 비율의 백분율은 상대적인 바이오필름 값(화합물을 처리한 바이오필름/화합물을 처리하지 않은 대조군 x 100)으로 나타냈다.Biofilm formation of various microorganisms was produced in 96-well polystyrene plates as previously described. Briefly, overnight culture at an initial turbidity of OD 0.05 (~ 108 or 107 CFU/ml) for bacteria and 600 nm OD 0.1 (~ 105 CFU/ml) for Candida at an initial turbidity. It was inoculated into an appropriate culture medium in a final volume of 300 μL with or without fatty acids, and incubated at 37° C. for 24 hours without shaking (Table 1). Biofilm cells attached to a 96-well plate (SPL Life Sciences, Pocheon, Korea) were stained with 0.1% crystal violet Sigma-Aldrich (St. Louis, USA) for 20 minutes, washed repeatedly with sterile distilled water and 95% ethanol. was resuspended in The plate was read at 570 nm and the results were performed in at least 6 replicates in two independent cultures. The percentage of inhibition ratio was expressed as a relative biofilm value (compound-treated biofilm/compound-untreated control x 100).

실시예 3: 가스크로마토그래피/질량 분광법(GC-MS)Example 3: Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC-MS)

쏘팔메토 오일의 성분을 분리하고 실리카 모세관 컬럼(100mx 0.25 mm id., 필름 두께 0.25 mm)이 있는 Agilent 6890N GC 및 SP-2560(Supelco, Sigma-Aldrich, St. Louis, USA)을 사용하여 가스크로마토그래피/질량분광법(GC-MS)으로 분석하였다. 컬럼 온도 조건 및 지방산의 유도체화(메틸화)는 종래에 알려진 Front. Microbiol. 9, 1241 (2018)에 개시된 방법으로 진행하였다. 트리운데카노인 (C11: 0)을 내부 표준으로 사용하고 영역을 통합하고 지방산 메틸화를 보정하여 정량화를 수행했다. Supelco 37 성분 FAME Mix (Supelco)를 참조 표준으로 사용하였다.The components of saw palmetto oil were separated and gaseous using an Agilent 6890N GC and SP-2560 (Supelco, Sigma-Aldrich, St. Louis, USA) with a silica capillary column (100 mx 0.25 mm id., film thickness 0.25 mm). It was analyzed by chromatography/mass spectrometry (GC-MS). Column temperature conditions and derivatization (methylation) of fatty acids were previously known Front. Microbiol. 9, 1241 (2018). Quantification was performed using triundecanoin (C11: 0) as an internal standard and integrating regions and correcting for fatty acid methylation. Supelco 37 component FAME Mix (Supelco) was used as a reference standard.

실시예 4: 공초점 주사 레이저 현미경(CSLM) 및 주사전자현미경(SEM)을 이용한 바이오필름 형성 관찰Example 4: Observation of biofilm formation using a confocal scanning laser microscope (CSLM) and a scanning electron microscope (SEM)

단일 종, 이중 종 또는 삼중 종 바이오필름은 37℃에서 24 시간 동안 교반없이 지방산이 있거나 없는 조건에서 96-웰 폴리스티렌 플레이트에 형성되었다. 플랑크톤 세포를 증류수로 세 번 세척하여 제거하고 단일 종 또는 이중 종 바이오필름을 carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester(Invitrogen, Molecular Probes, Inc, Eugene, USA)로 염색했다. 공초점 레이저 현미경(Nikon Eclipse Ti, Tokyo, Japan) 하에서 488 nm 아르곤(Ar) 레이저(방출 500 내지 550 nm)를 사용하여 플레이트베이스를 시각화 하였다. 2 개의 독립적인 배양이 각 실험 조건 하에서 수행되었고 적어도 10 개의 위치를 무작위로 분석하였다. 주사전자현미경(SEM) 검사법을 이용하여 나일론 막에서 여러 종의 바이오필름 형성 여부를 관찰하였다. 간단히 말하면, 나일론 막(Merck Millipore, Burlington, USA)을 0.5 x 0.5 cm 조각으로 자르고 지방산 유무에 관계없이 성장한 단일 종 또는 혼합 종을 포함하는 96-웰 플레이트에 놓고 37℃에서 24 시간 동안 배양하였다. C. albicans 바이오필름의 경우 PDB 배지가 사용되었으며, C. albicans S. aureus의 이중 바이오필름의 경우 배지로 PDB 및 LB 배지가 1:1 혼합물이 사용되었다. C. albicans E. coli O157:H7의 이중 바이오필름의 경우 배지로 PDB 및 LB 배지의 1:1 혼합물을 사용하거나 S. aureus, C. albicans 및 E. coli O157:H7의 삼중 바이오필름의 경우에는 PDB와 LB 배지의 1:2 혼합물을 사용하였다. 나일론막에 부착된 세포를 글루타르 알데히드(2.5%)와 포름알데히드(2%)로 24 시간 동안 고정한 다음 오스뮴을 사용하여 후고정하고 에탄올 시리즈(50%, 70%, 80%, 90%, 95%, 100%) 및 이소 아밀 아세테이트를 사용하여 탈수시켰다. 임계점 건조 후, 15 kV의 전압에서 S-4100 주사전자현미경(SEM, Hitachi, Tokyo, Japan)을 사용하여 세포를 검사하고 이미지화 시켰다.Single-, double-, or triple-species biofilms were formed in 96-well polystyrene plates in the presence or absence of fatty acids at 37° C. for 24 hours without agitation. Planktonic cells were removed by washing with distilled water three times, and single- or double-species biofilms were stained with carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (Invitrogen, Molecular Probes, Inc, Eugene, USA). The plate base was visualized using a 488 nm argon (Ar) laser (emission 500-550 nm) under a confocal laser microscope (Nikon Eclipse Ti, Tokyo, Japan). Two independent cultures were performed under each experimental condition and at least 10 sites were randomly analyzed. The presence or absence of biofilm formation of various species was observed on the nylon membrane using scanning electron microscopy (SEM). Briefly, nylon membranes (Merck Millipore, Burlington, USA) were cut into 0.5 x 0.5 cm pieces and placed in 96-well plates containing single or mixed species grown with or without fatty acids and incubated at 37°C for 24 hours. For the C. albicans biofilm, PDB medium was used, and for the dual biofilm of C. albicans and S. aureus, a 1:1 mixture of PDB and LB medium was used. For double biofilms of C. albicans and E. coli O157:H7, use a 1:1 mixture of PDB and LB medium as medium, or for triple biofilms of S. aureus, C. albicans, and E. coli O157:H7 A 1:2 mixture of PDB and LB medium was used. Cells attached to the nylon membrane were fixed with glutaraldehyde (2.5%) and formaldehyde (2%) for 24 h, then post-fixed using osmium and ethanol series (50%, 70%, 80%, 90%, 95%). %, 100%) and dehydrated using isoamyl acetate. After critical point drying, cells were examined and imaged using an S-4100 scanning electron microscope (SEM, Hitachi, Tokyo, Japan) at a voltage of 15 kV.

실시예 5: 정량적 실시간 PCR 분석(qRT-PCR)Example 5: Quantitative real-time PCR analysis (qRT-PCR)

S. aureus, E. coli O157:H7 C. albicans 세포를 사용하여 세 세트의 전 사체 분석을 수행하였다. S. aureus의 경우, 쏘팔메토 오일(100 μg/ml), 라우르산(20 μg/ml) 및 미리스트산(20 μg/ml)의 존재 또는 부재 하에서, S. aureus MSSA 6538 세포를 37℃, 250 ml 플라스크에 25 ml의 LB 배지에 접종하고, 0.05의 OD600 시작하여 6 시간 동안 진탕하면서 250 rpm으로 배양하였다. E. coli O157:H7의 경우, E. coli O157:H7 세포를 37℃, 250 ml 플라스크에 25 ml의 LB 배지에 접종한 다음, 쏘팔메토 오일(100 μg/ml), 라우르산(20 μg/ml) 및 미리스트산(20 μg/ml)의 존재 또는 부재 하에 250 rpm으로 진탕하면서 4 시간 동안 배양하였다. 그런 다음 RNase 억제제(RNAlater, Ambion, TX, USA)를 첨가하고 RNA 분해를 방지하기 위해 세포를 95% 에탄올이 있는 드라이아이스 배스(dry ice bath)에서 30 초 동안 즉시 냉각시켰다.Three sets of transcriptome analyzes were performed using S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans cells. For S. aureus , S. aureus MSSA 6538 cells were cultured at 37 °C in the presence or absence of saw palmetto oil (100 μg/ml), lauric acid (20 μg/ml) and myristic acid (20 μg/ml). °C, inoculated in 25 ml of LB medium in a 250 ml flask, and cultured at 250 rpm while shaking for 6 hours starting at an OD 600 of 0.05. In the case of E. coli O157:H7, E. coli O157:H7 cells were inoculated into 25 ml of LB medium in a 250 ml flask at 37°C, then saw palmetto oil (100 μg/ml) and lauric acid (20 μg/ml) and in the presence or absence of myristic acid (20 μg/ml) for 4 hours with shaking at 250 rpm. Then, RNase inhibitor (RNAlater, Ambion, TX, USA) was added and the cells were immediately chilled for 30 seconds in a dry ice bath with 95% ethanol to prevent RNA degradation.

C. albicans의 경우, OD600에서 0.1의 초기 탁도(~ 105 CFU/ml)에서 25 ml의 C. albicans DAY185를 250ml의 PDB 배지에 접종하고, 쏘팔메토 오일(100 μg/ml), 라우르산(20 μg/ml) 및 미리스트산(20 μg/ml)의 존재 또는 부재 하에 교반(250 rpm)과 함께 37℃에서 6 시간 동안 배양하였다.For C. albicans , 25 ml of C. albicans DAY185 was inoculated into 250 ml of PDB medium at an initial turbidity of 0.1 (~ 10 5 CFU/ml) at OD 600 , saw palmetto oil (100 μg/ml), and It was incubated for 6 hours at 37° C. with agitation (250 rpm) in the presence or absence of uric acid (20 μg/ml) and myristic acid (20 μg/ml).

RNA 분해를 방지하기 위해 RNase 억제제(RNAlater, Ambion, TX, USA)를 세포에 첨가하고 세포를 즉시 억제제(RNAlater, Ambion, TX, USA)를 세포에 첨가하고 세포를 즉시 뜨거운 산성 페놀 방법을 사용하여 분리했다. RNA는 Qiagen RNeasy mini Kit (Valencia, USA)를 사용하여 정제되었다.To prevent RNA degradation, an RNase inhibitor (RNAlater, Ambion, TX, USA) was added to the cells and cells were immediately incubated using the hot acidic phenol method. Separated. RNA was purified using the Qiagen RNeasy mini Kit (Valencia, USA).

qRT-PCR을 이용하여 다양한 바이오필름 관련 유전자의 발현을 확인하였다: S. aureus의 경우 agrA, aur, hla, hld, icaA, sarA sigB; E. coli O157:H7의 경우 csgA, csgB, fimH, flhD, luxR, luxS motB; C. albicans의 경우 ALS1, ALS3, CDR1, CDR2, CHT4, CYR1, ECE1, ERG9, ERG10, HWP1, MTS1, RAS1, RBT5 및 UME6 The expression of various biofilm-related genes was confirmed using qRT-PCR: agrA, aur, hla, hld, icaA, sarA and sigB in S. aureus ; csgA, csgB, fimH, flhD, luxR, luxS and motB for E. coli O157:H7; For C. albicans , ALS1, ALS3, CDR1, CDR2, CHT4, CYR1, ECE1, ERG9, ERG10, HWP1, MTS1, RAS1 , RBT5 and UME6

표 2는 상기 qRT-PCR에 사용된 특정 프라이머를 나타낸 것이다. 3 개의 하우스 키핑 유전자, 16s rRNA, rrsG 또는 RDN18이 각각 사용되었으며 하우스 키핑 유전자의 발현은 지방산에 영향을 받지 않았다.Table 2 shows the specific primers used in the qRT-PCR. Three housekeeping genes, 16s rRNA, rrsG or RDN18 were used respectively and the expression of housekeeping genes was not affected by fatty acids.

qRT-PCR 방법은 SYBR Green master mix (Applied Biosystems, Foster City, USA)와 ABI StepOne Real-Time PCR System (Applied Biosystems)을 사용하였으며, 적어도 두 개의 독립적인 배양을 하였다.For the qRT-PCR method, SYBR Green master mix (Applied Biosystems, Foster City, USA) and ABI StepOne Real-Time PCR System (Applied Biosystems) were used, and at least two independent cultures were performed.

실시예 6: 세포 표면 친수성 분석(Cell-Surface Hydrophilicity Assay)Example 6: Cell-Surface Hydrophilicity Assay

세포 표면 소수성을 분석하였다. 상세하게, 세포 배양물은 LB 배지에서 20 시간 배양한 후 7,000 x g에서 5 분 동안 원심 분리하여 37℃에서 250 rpm으로 흔들어 수확하였다. 수확한 세포를 헥사데칸(TCI chemicals, Tokyo, Japan)과 6:1의 비율로 90 초 동안 볼텍싱하여 혼합하였다. 상 분리를 가능하게하기 위해 혼합물을 실온에서 30 분 동안 두었다. 수성상 흡광도(Aqueous phase absorbance)를 OD600에서 측정하였다. 각 재료 당 4 개의 독립적인 배양물이 사용되었다. Cell surface hydrophobicity was analyzed. Specifically, the cell culture was cultured in LB medium for 20 hours, centrifuged at 7,000 xg for 5 minutes, and harvested by shaking at 250 rpm at 37°C. The harvested cells were mixed with hexadecane (TCI chemicals, Tokyo, Japan) at a ratio of 6:1 by vortexing for 90 seconds. The mixture was left at room temperature for 30 min to allow phase separation. Aqueous phase absorbance was measured at OD 600 . Four independent cultures were used for each material.

실시예 7: 칸디다균(Example 7: Candida ( C. albicansC. albicans )의 균사(hyphae) 형성관찰) Observation of hyphae formation

균사 형성을 관찰하기 위해, 현미경 이미징 시스템(microscopic imaging system)을 사용하였다. 간단히 말해서, 지방산(0, 10, 20 또는 100 μg/ml)이 있거나 없는 2 ml PDB 배지에 C. albicans DAY185 세포를 1:50 희석으로 재접종하고 흔들림 없이 37℃에서 24 시간 동안 배양하였다.To observe hyphal formation, a microscopic imaging system was used. Briefly, C. albicans DAY185 cells were re-inoculated in 2 ml PDB medium with or without fatty acids (0, 10, 20 or 100 μg/ml) at a 1:50 dilution and incubated for 24 hours at 37°C without shaking.

배양 후 iRiSTM Digital Cell Imaging System (Logos Bio Systems, Anyang, Korea)을 사용하여 세포를 혼합하고 시각화하였다. 최소한 4 개의 독립적인 배양물을 사용하였다.After culturing, the cells were mixed and visualized using the iRiS Digital Cell Imaging System (Logos Bio Systems, Anyang, Korea). A minimum of 4 independent cultures were used.

실시예 8: 선충 모델(nematode model)에서 지방산의 항바이러스 및 세포 독성 분석Example 8: Analysis of antiviral and cytotoxicity of fatty acids in nematode models

S. aureus, E. coli O157:H7 또는 C. albicans의 지방산에 대한 독성을 조사하기 위해, 본 발명자들은 C. elegans 균주 fer-15 (b26); fem-1 (hc17)을 사용하였다. 간단히 말해서, S. auresE. coli O157:H7 감염을 위해 M9를 포함하는 96-웰 플레이트, C. albicans 감염을 위해 PDB : M9 (20:80) 혼합물을 포함하는 96-웰 플레이트의 각 웰에 약 30 개의 선충을 넣었다. 또한, 처리되지 않은 대조군과 쏘팔메토 오일(20 또는 100 μg/ml), 라우르산(10 또는 20 μg/ml) 또는 미리스트산(10 또는 20 μg/ml) 처리된 S. aures, E. coli O157:H7 (각각 ~ 108, 107 CFUml-1) 또는 C. albicans (~ 105 CFU/ml)를 선충류를 포함하는 상기 웰에 첨가하였다. 이어서 플레이트를 흔들지 않고 25℃에서 10 일 동안 배양하였다. 세포 독성 분석의 경우, 병원균(pathogens) 없이 최종 농도가 0, 10, 50, 100 또는 200 μg/ml인 M9 완충액 및 지방산(쏘팔메토 오일, 라우르산 또는 미리스트산)을 함유하는 96-웰 플레이트의 단일 웰에 30 개의 비감염 선충을 피펫팅 하였다.To investigate the toxicity of S. aureus, E. coli O157:H7 or C. albicans to fatty acids, the present inventors used C. elegans strain fer-15 (b26) ; fem-1 (hc17) was used. Briefly, each well of a 96-well plate containing M9 for S. aures and E. coli O157:H7 infection, and PDB:M9 (20:80) mixture for C. albicans infection. About 30 nematodes were put in. In addition, untreated control and saw palmetto oil (20 or 100 μg/ml), lauric acid (10 or 20 μg/ml) or myristic acid (10 or 20 μg/ml) treated S. aures , E. coli O157:H7 (~ 10 8 , 10 7 CFUml −1 , respectively) or C. albicans (~ 10 5 CFU/ml) were added to the wells containing the nematodes. The plates were then incubated at 25° C. for 10 days without shaking. For the cytotoxicity assay, 96- Thirty uninfected nematodes were pipetted into a single well of a well plate.

이어서 플레이트를 흔들지 않고 25℃에서 4 일 동안 인큐베이션 하였다. 세 번의 독립적인 실험을 세 번 수행하였다. 결과는 백금 와이어 접촉에 대한 반응으로 결정된 살아있는 선충의 생존율을 백분율로 표시하였다. iRiS ™ 디지털 세포 이미징 시스템(Logos Bio Systems, Anyang, Korea)을 사용하여 관찰하였다.The plates were then incubated at 25° C. for 4 days without shaking. Three independent experiments were performed in triplicate. Results are expressed as percentage of viability of live nematodes determined in response to platinum wire contact. Observations were made using an iRiS ™ digital cell imaging system (Logos Bio Systems, Anyang, Korea).

실시예 9: 지방산(fatty acid)과 항생제(antimicrobial agents)의 병용 처리Example 9: Combined treatment of fatty acids and antimicrobial agents

S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans에 대해 지방산 및 항생제의 병요처리 효과를 분석하였다. 간단히, 600 nm에서 박테리아(bacteria)의 경우 OD 0.05 및 Candida의 경우 OD 0.1의 초기 탁도에서 밤새 배양을 적절한 배양 배지(최종 부피 1000 μl)에 항생제, 젠타마이신(10 μg/ml) 또는 암포테리신 B(0.5, 2, 5μg/ml) 및/또는 지방산 (소팔메토 오일 100 μg/ml, 라우르산(C12:0) 또는 미리스트산(C14:0)(20 μg/ml)과 함께 접종하였다.The effects of fatty acids and antibiotics were analyzed against S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans . Briefly, overnight cultures at an initial turbidity of OD 0.05 for bacteria and OD 0.1 for Candida at 600 nm were cultured in appropriate culture medium (final volume 1000 μl) with antibiotics, gentamicin (10 μg/ml) or amphotericin. Inoculate with B (0.5, 2, 5 μg/ml) and/or fatty acids (saw palmetto oil 100 μg/ml, lauric acid (C12:0) or myristic acid (C14:0) (20 μg/ml) did

세포를 37℃에서 진탕하면서 1 시간 동안 배양하였다. 세포 혼합물을 PBS에서 연속적으로 희석하고 적절한 배양 배지에 플레이팅했다. CFU는 37℃에서 24 시간 배양한 후 콜로니 계수에 의해 결정되었다. 두 개의 독립적인 배양을 적어도 세 번 반복 수행하였다.Cells were incubated for 1 hour at 37°C with shaking. Cell mixtures were serially diluted in PBS and plated in appropriate culture media. CFU was determined by colony counting after 24 hours of incubation at 37°C. Two independent cultures were repeated at least three times.

실시예 10: 통계 분석Example 10: Statistical Analysis

분석에 대한 복제 번호(Replication numbers)는 위에 제공되며 결과는 평균±표준편차(means ± SDs)로 나타냈다. 통계 분석을 단방향 ANOVA를 사용한 후 SPSS 버전 23 (SPSS Inc., Chicago, USA)을 사용한 Dunnett의 테스트를 사용하여 수행하였다. 0.05 미만의 P 값은 유의미한 것으로 간주되었으며, 별표는 처리된 샘플과 처리되지 않은 샘플 간의 유의한 차이를 나타낸다.Replication numbers for the assay are provided above and results are presented as means ± SDs. Statistical analysis was performed using one-way ANOVA followed by Dunnett's test using SPSS version 23 (SPSS Inc., Chicago, USA). A P value of less than 0.05 was considered significant, and an asterisk indicates a significant difference between treated and untreated samples.

실험예 1: 미생물의 바이오필름 형성을 억제 효과 확인Experimental Example 1: Confirmation of inhibitory effect on biofilm formation of microorganisms

도 1에 나타낸 바와 같이, 11 개의 미생물에 대해 쏘팔메토 오일의 바이오필름 억제 효과를 먼저 조사하였다. 50 μg/ml 농도의 쏘팔메토 오일은 2 개의 메티실린 내성 균주를 포함하는 4 개의 S. aureus 균주, Staphylococcus epidermidis 균주, 2 개의 병원성 E. coli 균주, C. albicans 균주에 의한 바이오필름 형성을 크게 억제하였다. 반면에 A. baumannii 균주와 P. aeruginosa 균주에 의한 바이오필름 형성을 억제하지 못하였다(도 1a).As shown in FIG. 1, the biofilm inhibitory effect of saw palmetto oil on 11 microorganisms was first investigated. Saw palmetto oil at a concentration of 50 μg/ml significantly inhibited biofilm formation by 4 S. aureus strains including 2 methicillin-resistant strains, Staphylococcus epidermidis strains, 2 pathogenic E. coli strains, and C. albicans strains. suppressed. On the other hand, biofilm formation by A. baumannii strains and P. aeruginosa strains was not inhibited (FIG. 1a).

특히, 쏘팔메토 오일은 20 μg/ml에서도 85 % 이상의 C. albicans 균주에 의한 바이오필름 형성을 억제하였다. 아울러, GC-MS 분석 결과, 쏘팔메토 오일에서 25 개의 지방산을 확인했다(표 3). 쏘팔메토 오일의 주성분은 라우르산 (34.3 %), 미리스트산 (14.3%), 팔미트산 (9.6%), 올레산 (29.1%)이었다(도 1b). GC-MS 분석으로 확인된 쏘팔메토 오일의 성분은 종래의 연구 결과(Nutrients 5, 3617-3633 (2013) 및 J. Pharm. Pharmacol. 66, 811-822 (2014))와 일치한다.In particular, saw palmetto oil inhibited biofilm formation by more than 85% of C. albicans strains even at 20 μg/ml. In addition, as a result of GC-MS analysis, 25 fatty acids were identified in saw palmetto oil (Table 3). The main components of saw palmetto oil were lauric acid (34.3%), myristic acid (14.3%), palmitic acid (9.6%), and oleic acid (29.1%) (FIG. 1b). The components of saw palmetto oil identified by GC-MS analysis are consistent with the results of previous studies ( Nutrients 5, 3617-3633 (2013) and J. Pharm. Pharmacol. 66, 811-822 (2014)).

4 가지 주요 지방산인 라우르산(C12:0), 미리스트산(C14:0), 팔미트산(C16:0) 및 올레산(C18:1)의 항균막 효능을 세 가지 균주(S. aureus, E. coli, 및 C. albicans.)에 대해 추가로 조사하였다. 라우르산과 미리스트산은 세 가지 미생물에 대해 가장 활동적인 것으로 보인다. 예를 들어, 20 μg/ml의 라우르산과 미리스트산은 5 개의 Staphylococcus, E. coli O157:H7 및 C. albicans 균주에 의한 생물막 형성을 50% 이상 억제하였다(도 1c 내지 도 1f). S. aureus 균주의 경우, 20 μg/ml 이상의 올레산도 바이오필름 형성을 현저하게 감소시켰지만, 팔미트산은 그렇지 않았다(도 1c). 그러나 팔미트산과 올레산은 E. coli O157:H7 및 C. albicans에 의한 바이오필름 형성을 변화시키지 않았다(도 1d 및 도 1e). 쏘팔메토 오일, 라우르산 및 미리스트산으로 관찰된 결과와 유사하게 5 μg/ml에서 대부분 C. albicans 바이오필름 생성을 억제하였다(도 1e). 라우르산과 미리스트산이 E. coli O157:H7에 대한 바이오필름 억제 활성을 나타냄을 확인하였다. 따라서 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans에 대한 쏘팔메토 오일의 바이오필름 억제 활성은 주로 라우르산과 미리스트산에 기인한 것으로 확인할 수 있었다.The antimicrobial membrane efficacy of four major fatty acids, lauric acid (C12:0), myristic acid (C14:0), palmitic acid (C16:0), and oleic acid (C18:1), was compared to three strains ( S. aureus) . , E. coli , and C. albicans .) were further investigated. Lauric acid and myristic acid appear to be the most active against the three microorganisms. For example, 20 μg/ml of lauric acid and myristic acid inhibited biofilm formation by more than 50% of five strains of Staphylococcus, E. coli O157:H7 and C. albicans (FIGS. 1c to 1f). In the case of the S. aureus strain, oleic acid at 20 μg/ml or more significantly reduced biofilm formation, but palmitic acid did not (Fig. 1c). However, palmitic acid and oleic acid did not change biofilm formation by E. coli O157:H7 and C. albicans (Fig. 1d and 1e). Similar to the results observed with saw palmetto oil, lauric acid, and myristic acid, most C. albicans biofilm formation was inhibited at 5 μg/ml (Fig. 1e). It was confirmed that lauric acid and myristic acid showed biofilm inhibitory activity against E. coli O157:H7. Therefore, it was confirmed that the biofilm inhibitory activity of saw palmetto oil against S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans was mainly due to lauric acid and myristic acid.

한편, 쏘팔메토 오일과 11 개의 미생물에 대한 2 개의 활성 지방산의 최소 억제 농도(MIC)는 > 500 μg/ml인 것으로 확인되는데(표 1), 이러한 결과는 쏘팔메토 오일, 라우르산 및 미리스트산이 플랑크톤 세포 성장에 영향을 미치지 않으면서 미생물 바이오필름 형성을 억제했으며, 기존의 항생제와 달리 이러한 지방산이 약물 내성 발생에 덜 취약할 수 있음을 시사한다.On the other hand, the minimum inhibitory concentration (MIC) of saw palmetto oil and two active fatty acids against 11 microorganisms was found to be > 500 μg/ml (Table 1), which indicates that saw palmetto oil, lauric acid and Myristic acid inhibited microbial biofilm formation without affecting planktonic cell growth, suggesting that, unlike conventional antibiotics, these fatty acids may be less susceptible to developing drug resistance.

96-웰 플레이트 바닥의 바이오필름 억제 여부는 공초점 레이저 현미경(CSLM)으로 분석하였다. 삼종의 미생물이 처리되지 않은 대조군에서 삼종의 미생물이 조밀한 바이오필름(두께 > 40 μm, 및 거의 100% 표면 덮음)을 형성하는 동안 100μg/ml의 쏘팔메토 오일 처리군에서는 바이오필름의 밀도와 두께를 유의적으로 감소시켰다(도 1g). 또한 라우르산과 미리스트산 모두 20 μg/ml 농도에서 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans의 바이오필름 형성을 유의하게 억제시켰다.Biofilm inhibition at the bottom of the 96-well plate was analyzed by confocal laser microscopy (CSLM). While the three microorganisms in the untreated control group formed dense biofilms (thickness > 40 μm, and nearly 100% surface coverage), the 100 μg/ml saw palmetto oil-treated group The thickness was significantly reduced (Fig. 1g). In addition, both lauric acid and myristic acid significantly inhibited the biofilm formation of S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans at a concentration of 20 μg/ml.

실험예 2: 쏘팔메토 오일 및 주요 지방산의 다중 미생물(Experimental Example 2: Multiple microorganisms of saw palmetto oil and major fatty acids ( S. aureus, E. coli O157:H7 S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans C. albicans )의 바이오필름 억제 활성 확인) Confirmation of biofilm inhibitory activity

S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans의 이중 종(dual species), 삼중 종(three species) 균주의 바이오필름 형성과 관련하여 쏘팔메토 오일과 지방산의 바이오필름 억제 효능을 확인하였다. 상세하게, 본 발명자들은 이중 종(dual species) 균주에 대해 총 3 세트와 삼종 균주에 대해 1 세트에 대해 바이오필름 형성하기 위한 적절한 배지와 접종물을 먼저 찾았다. 예를 들면, S. aureusE. coli O157:H7의 경우 LB 배지를, S. aureusC. albicans; E. coli O157:H7 및 C. albicans;의 경우 PDB 및 LB의 1:1 혼합물을, S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans 삼종의 경우 PDB와 LB의 1:2 혼합물을 배지로 사용하였다.The biofilm inhibitory efficacy of saw palmetto oil and fatty acids was confirmed in relation to biofilm formation of S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans dual species and three species strains. . In detail, the present inventors first searched for an appropriate medium and inoculum for biofilm formation for a total of three sets for dual species strains and one set for three strains. For example, LB medium for S. aureus and E. coli 0157:H7, S. aureus and C. albicans ; A 1:1 mixture of PDB and LB for E. coli O157:H7 and C. albicans ; In the case of three species, a 1:2 mixture of PDB and LB was used as a medium.

이중 종(dual species) 균주(S. aureus E. coli O157:H7, S. aureusC. albicans, E. coli O157:H7 및 C. albicans) 또는 삼종 균주(S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans)의 처리군에서는 4 가지 경우 모두에서 적절한 바이오필름이 형성(OD570에서 1 ~ 2) 됨을 확인할 수 있었다(도 2a 내지 도 2d). 라우르산과 미리스트산은 이중 종(dual species) 또는 삼중 종(three species)에 대해 바이오필름 형성을 농도 의존적으로 억제하였다(도 2a 내지 도 2d). 특히 라우르산과 미리스트산은 10 μg/ml 농도에서 24 시간 동안 배양한 후 상기 삼종 균주에 대해 바이오필름 형성을 90% 정도 억제하였다.Dual species strains ( S. aureus and E. coli O157:H7, S. aureus and C. albicans , E. coli O157:H7 and C. albicans ) or three strains ( S. aureus , E. coli O157 :H7 and C. albicans ), it was confirmed that appropriate biofilms were formed (1 to 2 in OD 570 ) in all four cases (FIGS. 2a to 2d). Lauric acid and myristic acid inhibited biofilm formation in a concentration-dependent manner for dual species or three species (FIGS. 2a to 2d). In particular, lauric acid and myristic acid inhibited biofilm formation by about 90% for the three strains after culturing at a concentration of 10 μg/ml for 24 hours.

한편, 단일 균주에 대한 바이오필름과 유사하게 쏘팔메토 오일과 두개의 지방산인 라우르산과 미리스트산은 C. albicans를 포함한 다종 생물막을 가장 현저하게 억제하는 것을 확인할 수 있었다(도 2b 내지 도 2d).On the other hand, similar to the biofilm for a single strain, it was confirmed that saw palmetto oil and two fatty acids, lauric acid and myristic acid, most significantly inhibited multiple biofilms including C. albicans (FIGS. 2b to 2d). .

또한, 공초점 레이저 현미경(CLSM) 관찰을 통해, 쏘팔메토 오일 또는 20 μg/ml 농도의 라우르산과 미리스트산이 96-웰 플레이트 바닥에서 삼중 종(three species)의 생물막 형성을 크게 감소시켰음을 확인할 수 있었다(도 2e). 또한, 주사전자현미경(SEM) 관찰을 통해, 삼중 종(three species)의 바이오필름 형성에 대한 쏘팔메토 오일, 라우르산 또는 미리스트산의 억제 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다(도 2f).In addition, through confocal laser microscopy (CLSM) observation, saw palmetto oil or lauric acid and myristic acid at a concentration of 20 μg/ml significantly reduced the biofilm formation of three species at the bottom of a 96-well plate. It was confirmed (Fig. 2e). In addition, through scanning electron microscopy (SEM) observation, it was confirmed that saw palmetto oil, lauric acid, or myristic acid had inhibitory effects on the biofilm formation of the three species (FIG. 2f).

본 발명자들은 처리되지 않은 대조군에서 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans의 다중 미생물과의 연관성을 관찰하였다. C. albicans는 둥근 형태의 S. aureus 세포와 막대 형태의 E. coli O157:H7 세포보다 훨씬 큰 균사와 몇 개의 효모 세포를 형성한 것으로 보인다. 특히, 쏘팔메토 오일, 라우르산 또는 미리스트산은 C. albicansS. aureusE. coli O157:H7 세포의 균사 형성을 분명히 감소시켰음을 알 수 있었다.We observed multi-microbial associations of S. aureus , E. coli O157:H7 and C. albicans in the untreated control group. C. albicans appears to have formed hyphae and few yeast cells that are much larger than round S. aureus cells and rod-shaped E. coli O157:H7 cells. In particular, it was found that saw palmetto oil, lauric acid, or myristic acid clearly reduced hyphal formation of C. albicans , S. aureus , and E. coli O157:H7 cells.

실험예 3: 쏘팔메토 오일, 라우르산 및 미리스트산에 의해 유도된 차등 유전자 발현(Differential gene expressions)Experimental Example 3: Differential gene expressions induced by saw palmetto oil, lauric acid and myristic acid

쏘팔메토 오일, 라우르산 및 미리스트산에 의한 바이오필름 형성 억제를 담당하는 분자를을 조사하기 위해, 다양한 바이오필름 관련 유전자를 가진 상기 세가지 미생물에 대해 qRT-PCR을 수행하였다. In order to investigate the molecules responsible for the inhibition of biofilm formation by saw palmetto oil, lauric acid and myristic acid, qRT-PCR was performed on the above three microorganisms having various biofilm-related genes.

구체적으로, S. aureus 균주에서 미리스트산이 아닌 쏘팔메토 오일과 라우르산은 alpha-hemolysin hla 유전자의 발현을 각각 20 배 및 32 배 감소시켰으며, delta-hemolysin (hld, 또한 RNAIII로 알려짐) agrA, aur, icaA 및 sigB와 같은 다른 유전자에는 영향을 받지 않았다(도 3a). 한편, hld (RNAIII)가 hla 번역을 자극한다고 알려져 있다. hla는 주요 세포 독성 물질이며 S. aureus의 바이오필름 형성과 연관되어 있고, 이는 지방산에 의한 hla 및 hld의 억제 결과에 의해 뒷받침 된다(도 3a). 따라서 hla 억제는 부분적으로 쏘팔메토 오일과 라우르산에 의한 hld의 하향 조절 때문인 것으로, 흥미롭게도 쏘팔메토 오일과 라우르산은 S. aureus의 바이오필름의 양성 조절제(positive regulator)인 sarA를 상향 조절하였다. 또한 두 개의 오메가 지방산이 hla 및 hld20의 발현을 억제한다고 알려져 있는데, 라우르산 및 기타 오메가 지방산은 hla 및 hld 유전자 발현을 하향 조절하기 때문에 바이오필름 형성을 억제하는 것으로 판단된다. Specifically, in S. aureus strains, saw palmetto oil and lauric acid, but not myristic acid, reduced the expression of the alpha-hemolysin hla gene 20- and 32-fold, respectively, and delta-hemolysin (hld, also known as RNAIII) agrA , other genes such as aur, icaA and sigB were unaffected (Fig. 3a). On the other hand, hld (RNAIII) is known to stimulate hla translation. hla is a major cytotoxic substance and is associated with biofilm formation in S. aureus, which is supported by the inhibition of hla and hld by fatty acids (Fig. 3a). Thus, hla inhibition was partly due to the downregulation of hld by saw palmetto oil and lauric acid. Interestingly, saw palmetto oil and lauric acid upregulated sarA, a positive regulator of S. aureus biofilms. Adjusted. In addition, two omega fatty acids are known to inhibit the expression of hla and hld20, and lauric acid and other omega fatty acids are considered to inhibit biofilm formation because they down-regulate the expression of hla and hld genes.

또한, E. coli O157:H7 균주에서 쏘팔메토 오일 보다 라우르산과 미리스트산이 바이오필름 관련 유전자 발현에 미치는 영향이 더 유의적임을 확인할 수 있었다. 특히 라우르산과 미리스트산은 두 개의 핌브리아(fimbriae) 유전자(csgAB), 세 개의 운동성 유전자(fimH, flhD 및 motB), 두 개의 쿼럼 센싱 유전자(luxR 및 luxS)의 발현을 억제하였다(도 3b).In addition, it was confirmed that the effect of lauric acid and myristic acid on biofilm-related gene expression was more significant than that of saw palmetto oil in E. coli O157:H7 strain. In particular, lauric acid and myristic acid inhibited the expression of two fimbriae genes (csgAB), three motility genes (fimH, flhD, and motB), and two quorum sensing genes (luxR and luxS) (Fig. 3b). .

C. albicans 균주에서 쏘팔메토 오일과 라우르산 모두 균사 발달에 필수적인 HWP1 유전자 의 발현을 억제했으며 이들의 발현은 세포 신장 및 생물막 형성과 상관 관계가 있는 것으로 나타났다(도 3c).In C. albicans strains, both saw palmetto oil and lauric acid suppressed the expression of the HWP1 gene, which is essential for hyphal development, and their expression correlated with cell elongation and biofilm formation (Fig. 3c).

또한, 특히 쏘팔메토 오일과 두 가지 지방산은 키티나아제(chitinase)를 암호화하는 CHT4의 발현이 유도하였다. CHT4 전사는 효모에서 균사로 전환할 때 감소했다고 알려져 있으며, 이는 쏘팔메토 오일과 두 개의 지방산이 균사 형성을 억제할 수 있음을 시사한다. 또한 최근에는 중쇄 지방산이 쿼럼 센싱 분자인 파르네솔(farnesol)을 모방하여 HWP1 유전자의 발현을 억제하는 것으로 알려져 있는바, 본 결과는 바이오필름 형성(도 1e)과 균사 형성(도 2f)의 감소에 대한 가설을 부분적으로 뒷받침한다.In addition, saw palmetto oil and two fatty acids in particular induced the expression of CHT4 encoding chitinase. CHT4 transcription is known to be reduced upon conversion from yeast to mycelia, suggesting that saw palmetto oil and two fatty acids can inhibit mycelial formation. In addition, it has recently been known that medium-chain fatty acids mimic farnesol, a quorum sensing molecule, to suppress the expression of the HWP1 gene. partially supports the hypothesis.

실험예 4: S. aureus의 소수성 변화 및 지방산에 의한 C. albicans의 균사 억제 효과 확인Experimental Example 4: Confirmation of mycelial inhibition effect of C. albicans by hydrophobicity change and fatty acid of S. aureus

소수성 세포가 소수성 표면에 더 많이 부착되기 때문에 세포 표면의 소수성과 바이오필름 형성은 여러 박테리아에서 밀접하게 연결되어 있다. 따라서 세포 표면의 소수성을 세 균주의 지방산 존재 하에서 측정하였다(도 3d-f). 흥미롭게도 쏘팔메토 오일, 라우르산, 미리스트산은 친수성을 증가시켰는데, 이는 S. aureus에서 세포가 덜 소수성이면서 E. coli O157:H7 또는 C. albicans 에서 친수성을 변경하지 않았음을 의미한다(도 3e 및 도 3f). 이러한 결과는 소수성인 폴리스티렌 표면이 지방산에 의한 S. aureus에 의한 바이오필름 형성의 억제를 부분적으로 설명할 수 있다. 효모에서 균사로의 전이는 C. albicans에 의한 바이오필름 개발의 전제 조건으로 알려져 있기 때문에 균사 형성에 대한 지방산의 효과가 관찰되었다. 쏘팔메토 오일, 라우르산, 미리스트산은 균사 전이를 실질적으로 억제한 반면, 처리되지 않은 대조군 세포는 주로 균사 세포였다(도 3g).Cell surface hydrophobicity and biofilm formation are closely linked in many bacteria because hydrophobic cells adhere more to hydrophobic surfaces. Therefore, the hydrophobicity of the cell surface was measured in the presence of fatty acids of the three strains (FIG. 3d-f). Interestingly, saw palmetto oil, lauric acid, and myristic acid increased hydrophilicity, indicating that cells were less hydrophobic in S. aureus and did not alter hydrophilicity in E. coli O157:H7 or C. albicans. (FIGS. 3e and 3f). These results may partially explain the inhibition of biofilm formation by S. aureus by fatty acids on the hydrophobic polystyrene surface. Since yeast-to-hyphal transition is known to be a prerequisite for biofilm development by C. albicans, the effect of fatty acids on hyphal formation was observed. Saw palmetto oil, lauric acid, and myristic acid substantially inhibited mycelial transition, whereas untreated control cells were predominantly hyphal cells (Fig. 3g).

이러한 결과는 라우르산과 미리스트산이 균사 형성(hypha formation)을 강력하게 억제하고 C. albicans에 의한 바이오필름 형성을 감소시키고 심지어 C. albicans를 포함하는 다종 생물막 형성을 감소시킨다는 것을 뒷받침한다.These results support that lauric acid and myristic acid strongly inhibit hypha formation, reduce biofilm formation by C. albicans, and even reduce multispecies biofilm formation including C. albicans.

실험예 5: 선충 모델에서 항병원성(Anti-virulence activities) 활성 확인Experimental Example 5: Confirmation of Anti-virulence activities activity in nematode model

바이오필름 또는 생물막 형성과 세포 접착은 동물 숙주의 주요 독성 인자이다. Caenorhabditis elegans 모델은 생물학, 특히 세균 감염 분야의 다양한 연구에서 동물 모델(animal hosts)의 사용에 대한 대안으로 이용된다. S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans와 같은 병원성 미생물은 선충류를 죽일 수 있다. C. elegans는 충의 일반적인 먹이 공급원인 E. coli OP50와 함께 잘 살아남았다. 반면에, C. elegans의 수명은 각 병원균의 존재 하에 크게 감소한다. 도 4의 결과를 통해, 쏘팔메토 오일, 라우르산, 미리스트산은 S. aureus(도 4a), E. coli O157:H7(도 4b) 또는 C. albicans(도 4c)의 존재 하에서 C. elegans 생존을 현저하게 연장하는 것으로 확인되었다. 예를 들어, 선충류 생존율은 10 일 동안 병원균 없이 거의 100% 였지만, 100 μg/ml의 쏘팔메토 오일 또는 20 μg/ml의 미리스트산이 있는 경우 선충류의 55% 이상이 생존하였다. 이러한 결과는 관찰된 바이오필름 형성의 하향 조절(도 1) 및 헤모리신 유전자의 억제(도 3a) 결과와 일치한다.Biofilm or biofilm formation and cell adhesion are major virulence factors in animal hosts. The Caenorhabditis elegans model is used as an alternative to the use of animal hosts in various studies in biology, particularly in the field of bacterial infection. Pathogenic microorganisms such as S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans can kill nematodes. C. elegans survived well with E. coli OP50, a common food source for the worms. On the other hand, the lifespan of C. elegans is greatly reduced in the presence of each pathogen. Through the results of FIG. 4, saw palmetto oil, lauric acid, and myristic acid inhibited C. aureus (FIG. 4a), E. coli O157:H7 (FIG. 4b) or C. albicans (FIG. 4c) in the presence of . elegans survival significantly. For example, nematode survival was almost 100% without pathogens for 10 days, but more than 55% of nematodes survived in the presence of 100 μg/ml saw palmetto oil or 20 μg/ml myristic acid. These results are consistent with the observed down-regulation of biofilm formation (FIG. 1) and suppression of the hemolysin gene (FIG. 3a).

또한 쏘팔메토 오일, 라우르산, 미리스트산의 세포 독성을 알아보기 위해 E. coli OP50만 먹이고 병원균 없이 C. elegans 생존율을 조사하였다.In addition, to investigate the cytotoxicity of saw palmetto oil, lauric acid, and myristic acid, only E. coli OP50 was fed and the survival rate of C. elegans was investigated without pathogens.

감염되지 않은 선충류를 최대 200 μg/ml 농도의 쏘팔메토 오일에 노출시켰을 때 독성 효과가 관찰되지 않았고, 100 μg/ml 또는 200 μg/ml의 라우르산과 미리스트산은 선충류에 대한 마일드한 역가(titer)를 나타냈다(도 4d). 그러나 라우르산과 미리스트산은 세포 독성 수준보다 훨씬 낮은 10 μg/ml 또는 20 μg/ml의 농도에서 항바이오필름 활성(antibiofilm activity)을 나타냈다.No toxic effects were observed when uninfected nematodes were exposed to saw palmetto oil at concentrations up to 200 μg/ml, and lauric and myristic acids at 100 μg/ml or 200 μg/ml had mild titers against nematodes ( titer) was shown (Fig. 4d). However, lauric acid and myristic acid showed antibiofilm activity at concentrations of 10 μg/ml or 20 μg/ml, well below the cytotoxic level.

따라서, 본 발명에 따른 바이오필름 형성 억제 조성물은 최소한의 세포 독성으로 항병원성(Anti-virulence activities) 활성 효과를 갖음을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that the biofilm formation inhibitory composition according to the present invention has an anti-virulence activity activity effect with minimal cytotoxicity.

실험예 6: 지방산과 항생제(antimicrobial agents)의 병용처리 시의 효과Experimental Example 6: Effect of combined treatment of fatty acids and antimicrobial agents

종래에는 항균 효능을 향상시키기 위한 병용처리법이 제안되었기 때문에, 미생물 성장에 대한 지방산과 항생제(antimicrobial agents)의 병용(combinatory efficacies)이 개별 미생물에 대해 조사하였다. 먼저 항생제(antibiotic agent)인 젠타마이신(gentamicin) 10 μg/ml를 단독으로 사용하여 S. aureus 또는 E. coli O157:H7에 대해 테스트하였고, 항진균제(antifungal agent)인 암포테리신 B 0.5, 2 또는 5μg/ml를 단독으로 사용하여 C. albicans에 대해 테스트 하였다. Combinatory efficacies of fatty acids and antimicrobial agents on microbial growth have been investigated for individual microorganisms, since combination treatments have been proposed to improve antibacterial efficacy in the past. First, 10 μg/ml of gentamicin, an antibiotic agent, was used alone to test against S. aureus or E. coli O157:H7, and the antifungal agent, amphotericin B 0.5, 2 or 5 μg/ml alone was tested against C. albicans .

예상한 대로 아미노글리코사이드 젠타마이신(aminoglycoside gentamicin)은 1 시간 내에 두 박테리아의 90% 이상을 부분적으로 죽였음을 확인할 수 있었다(도 4e 및 도 4f). 또한 2 μg/ml 이상의 암포테리신 B는 C. albicans 성장을 거의 억제하였다(도 4g).As expected, it was confirmed that aminoglycoside gentamicin partially killed more than 90% of the two bacteria within 1 hour (FIGS. 4e and 4f). In addition, amphotericin B at 2 μg/ml or more almost inhibited the growth of C. albicans (FIG. 4g).

다음으로, 지방산과 항생제(antimicrobial agents)의 병용이 세 가지 개별 미생물에 미치는 영향을 확인하였다. 20 μg/ml 라우르산(C12:0) 또는 20 μg/ml 미리스트산(C14:0)을 첨가하면, S. aureus(도 4e)와 E. coli O157:H7(도 4f)의 생존율이 훨씬 낮아졌다. 20 μg/ml 라우르산 또는 20 μg/ml 미리스트산의 경우 단독 처리 시 세포 성장에 전혀 영향을 미치지는 않았다(MICs > 500 μg/ml). 젠타마이신의 항균 효능은 라우르산 또는 미리스트산의 존재 하에서 현저하게 향상되었다. 반면에 쏘팔메토 오일은 100 μg/ml 농도에서 항생제 효능에 미미한 효과(marginal effect)를 나타냈다. 한편, C. albicans의 경우, 쏘팔메토 오일, 라우르산, 또는 미리스트산의 첨가는 C. albicans의 생존율을 크게 증가시켜 예상치 못한 결과를 얻었다(도 4g). 이러한 결과를 통해, 라우르산 또는 미리스트산을 항생제인 젠타마이신(gentamicin)와 병용처리 시 S. aureusE.coli O157:H7에 대해 상승적인 항균 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.Next, the effects of the combined use of fatty acids and antimicrobial agents on three individual microorganisms were confirmed. When 20 μg/ml lauric acid (C12:0) or 20 μg/ml myristic acid (C14:0) was added, the viability of S. aureus (Fig. 4e) and E. coli O157:H7 (Fig. 4f) was increased. got much lower Treatment with 20 μg/ml lauric acid or 20 μg/ml myristic acid alone did not affect cell growth at all (MICs > 500 μg/ml). The antibacterial efficacy of gentamicin was significantly enhanced in the presence of lauric acid or myristic acid. On the other hand, saw palmetto oil showed a marginal effect on antibiotic efficacy at a concentration of 100 μg/ml. On the other hand, in the case of C. albicans , the addition of saw palmetto oil, lauric acid, or myristic acid greatly increased the survival rate of C. albicans , resulting in an unexpected result (FIG. 4g). Through these results, it was confirmed that the combined treatment of lauric acid or myristic acid with the antibiotic gentamicin exhibited synergistic antibacterial effects against S. aureus and E.coli O157:H7.

종합하여 보건데, 본 발명에서는 쏘팔메토 오일와 이의 풍부한 라우르산과 미리스트산이 S. aureus, E. coli O157:H7 및 C. albicans의 단일 종, 이중 종 및 삼종 종 병원성 미생물에 대한 바이오필름 형성을 억제할 수 있음을 밝혔으며, 이는 플랑크톤 세포 성장(planktonic cell growth)에 영향을 주지 않았다. 아울러, 라우르산 또는 미리스트산을 항생제인 젠타마이신와 병용처리하여 S. aureus, E.coli O157:H7에 대해 상승적인 항균 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 바이오필름 형성 억제용 조성물은 다중 병원성 미생물의 바이오필름에 의해서 유발되는 감염성 질환 예방 또는 치료용 조성물, 항균용 조성물 및 병원성 미생물 바이오필름 형성을 억제하기 위한 코팅용 조성물로 등으로 유용하게 활용될 수 있다.Taken together, In the present invention, saw palmetto oil and its abundant lauric acid and myristic acid can inhibit biofilm formation against single, double and trispecies pathogenic microorganisms such as S. aureus, E. coli O157:H7 and C. albicans , which did not affect planktonic cell growth. In addition, it was confirmed that lauric acid or myristic acid had a synergistic antibacterial effect against S. aureus and E.coli O157:H7 by concurrent treatment with gentamicin, an antibiotic. Therefore, the composition for inhibiting biofilm formation according to the present invention is a composition for preventing or treating infectious diseases caused by biofilms of multiple pathogenic microorganisms, an antibacterial composition, and a coating composition for inhibiting biofilm formation of pathogenic microorganisms. can be put to good use.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Having described specific parts of the present invention in detail above, it is clear that these specific techniques are only preferred embodiments for those skilled in the art, and the scope of the present invention is not limited thereto. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof. The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (14)

불포화 지방산인 라우르산(lauric acid) 또는 미리스트산(myristic acid); 및 젠타마이신(gentamicin)을 유효성분으로 함유하는 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물로서, 상기 병원성 미생물은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 또는 병원성대장균(E. coli O157:H7)인 것을 특징으로 하는 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물.unsaturated fatty acids such as lauric acid or myristic acid; And a composition for inhibiting biofilm formation of multiple pathogenic microorganisms containing gentamicin as an active ingredient, wherein the pathogenic microorganism is Staphylococcus aureus or pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7). A composition for inhibiting biofilm formation of multi-pathogenic microorganisms. 제 1 항에 있어서,
상기 불포화 지방산은 쏘팔메토 오일(saw palmetto oil)에서 유래한 것을 특징으로 하는 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물.
According to claim 1,
The unsaturated fatty acid is a composition for inhibiting biofilm formation of multi-pathogenic microorganisms, characterized in that derived from saw palmetto oil.
제 1 항에 있어서,
상기 조성물은 이중 종 바이오필름(dual species biofilm) 형성을 억제하는 것을 특징으로 하는 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물.
According to claim 1,
The composition is a composition for inhibiting biofilm formation of multi-pathogenic microorganisms, characterized in that for inhibiting the formation of a dual species biofilm (dual species biofilm).
제 3 항에 있어서,
상기 이중 종 바이오필름(dual species biofilm)은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 병원성대장균(E. coli O157:H7)의 바이오필름인 것을 특징으로 하는 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물.
According to claim 3,
The dual species biofilm is a biofilm of Staphylococcus aureus and pathogenic Escherichia coli (E. coli O157: H7), characterized in that the composition for inhibiting biofilm formation of multiple pathogenic microorganisms.
제 1 항에 있어서,
상기 조성물은 쏘팔메토 오일(saw palmetto oil)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물.
According to claim 1,
The composition is a composition for inhibiting biofilm formation of multi-pathogenic microorganisms, characterized in that it further comprises saw palmetto oil (saw palmetto oil).
제 1 항에 있어서,
상기 조성물은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에서 hla 및 hld 발현을 억제하고, 병원성대장균(E. coli O157:H7)에서 핌브리아(fimbriae) 유전자인 csgAB; 운동성 유전자인 fimH, flhD 및 motB; 및 쿼럼 센싱(quorum sensing) 유전자인 luxR 및 luxS 발현을 억제하여 바이오필름의 형성을 억제하는 것을 특징으로 하는 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물.
According to claim 1,
The composition inhibits the expression of hla and hld in Staphylococcus aureus, and csgAB, a fimbriae gene, in pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7); the motility genes fimH, flhD and motB; and suppressing the expression of luxR and luxS, which are quorum sensing genes, to suppress biofilm formation.
제 1 항에 있어서,
상기 불포화 지방산은 균사 형성(hypha formation) 및 바이오필름 형성을 억제하는 것을 특징으로 하는 다중 병원성 미생물의 바이오필름 형성 억제용 조성물.
According to claim 1,
The unsaturated fatty acid is a composition for inhibiting biofilm formation of multi-pathogenic microorganisms, characterized in that for inhibiting hypha formation and biofilm formation.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항 내지 제 7 항 중에서 선택한 어느 한 항의 조성물을 생물체 또는 비생물체의 표면에 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 병원성 미생물 바이오필름 형성 억제 방법.A method for inhibiting biofilm formation of multi-pathogenic microorganisms, comprising the step of treating the surface of a living organism or a non-living body with the composition of any one of claims 1 to 7. 불포화 지방산인 라우르산(lauric acid) 또는 미리스트산(myristic acid); 및 젠타마이신(gentamicin)을 유효성분으로 포함하는 다중 병원성 미생물 바이오필름 형성을 억제하기 위한 코팅용 조성물로서, 상기 병원성 미생물은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 또는 병원성대장균(E. coli O157:H7)인 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.unsaturated fatty acids such as lauric acid or myristic acid; And a coating composition for inhibiting multi-pathogenic microbial biofilm formation comprising gentamicin as an active ingredient, wherein the pathogenic microorganism is Staphylococcus aureus or pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7). A composition for coating, characterized in that. (a) 불포화 지방산으로서 라우르산(lauric acid) 또는 미리스트산(myristic acid); 및 (b) 젠타마이신(gentamicin)을 유효성분으로 함유하는 항균성 조성물로서, 상기 조성물은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 또는 병원성대장균(E. coli O157:H7)에 대한 항균 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 항균성 조성물.(a) lauric acid or myristic acid as an unsaturated fatty acid; And (b) an antibacterial composition containing gentamicin as an active ingredient, wherein the composition has an antibacterial effect against Staphylococcus aureus or pathogenic Escherichia coli (E. coli O157:H7) antibacterial composition. 삭제delete
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