KR20190104914A - Pmas방법을 이용한 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법 - Google Patents
Pmas방법을 이용한 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190104914A KR20190104914A KR1020190024539A KR20190024539A KR20190104914A KR 20190104914 A KR20190104914 A KR 20190104914A KR 1020190024539 A KR1020190024539 A KR 1020190024539A KR 20190024539 A KR20190024539 A KR 20190024539A KR 20190104914 A KR20190104914 A KR 20190104914A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- personalized
- analysis
- screening
- flora
- candidate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
- G01N2333/195—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from bacteria
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2400/00—Assays, e.g. immunoassays or enzyme assays, involving carbohydrates
- G01N2400/10—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
- G01N2400/50—Lipopolysaccharides; LPS
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2500/00—Screening for compounds of potential therapeutic value
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Hematology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
PMAS 방법을 이용한 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법은 사용자 개인의 샘플을 획득하는 단계; 상기 샘플을 전처리 하여 미리 설정된 개수의 후보 물질을 혼합하는 단계; 및 상기 샘플과 후보 물질이 혼합된 혼합물을 분석하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 장균총과 장균총 대사체를 목적으로 하는 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 검증 방법에 관한 것이다.
게놈(genome)은 염색체에 담긴 유전자를 말하고, 장균총(microbiota)은 미생물균총으로 환경 내 미생물 군집을 말하며, 마이크로바이옴(microbiome)은 환경 내 총 미생물 군집의 유전체를 말한다. 여기서, 마이크로바이옴(microbiome)은 게놈(genome)과 장균총(microbiota)이 합쳐진 것을 의미할 수 있다.
장균총(microbiota)은 숙주 예를 들어, 사람의 면역, 대사물질 등의 항상성 유지에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 장균총과 숙주는 화학물질 신호를 주고받으며 장균총에 의한 면역세포의 발현이나 신경전달물질 생성, 짧은사슬지방산(SCFA; Short chain fatty acids) 등이 숙주 내 체계에 비대한 영향을 미친다.
프로바이오틱스/프리바이오틱스는 숙주의 불균형한 장균총을 균형화하고, 이에 따른 건강한 장균총의 대사산물이 호스트의 건강을 증진시킨다.
기존의 프로바이오틱스는 일반 의약품과 마찬가지로, 모든 사람에게 동일한 균 양(dose), 유사한 균 종(species)를 부여하고 있다.
하지만, 사람마다 마이크로바이옴 유사성(microbiome similarity)은 50% 미만으로, 점차 프로바이오틱스를 개인 맞춤형으로 부여해야 한다는 인식과 연구가 늘어나고 있다
따라서, 본 발명은 개인 맞춤형으로 프로바이오틱스 또는 프리바이오틱스를 포함하는 각종 장균총 조절 및 개선을 도모하는 식품 및 건강기능성 식품 및 의약품의 개인별 장균총 적합도를 검증할 수 있는 방법을 제안한다.
본 발명의 실시예들은, 장균총 미생물 분포 및 장균총 유래 대사체를 목적으로 하는 개인 맞춤형 식품, 건강식품보조제 및 의약품 검증 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법은 사용자 개인의 샘플을 획득하는 단계; 상기 획득된 샘플을 전처리하는 과정(정량된 샘플을 일정량의 배지와 섞는 과정); 상기 전처리된 샘플과 미리 설정된 개수의 후보 물질을 혼합하는 단계; 및 상기 샘플과 후보 물질이 혼합된 혼합물을 분석하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계를 포함한다.
상기 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계는 장균총 유래 바이오마커 기반 분석에 기초하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝할 수 있다.
상기 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계는 독성 물질 분석, SCFA(Short chain fatty acids)를 포함하는 장균총 유래 대사체 분석 및 장균총 분석 중 적어도 하나에 기초하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝할 수 있다.
상기 샘플을 획득하는 단계는 상기 사용자 개인의 분변을 샘플로 획득할 수 있다.
상기 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계는 내 독소(endotoxin)와 황화수소(hydrogen sulfide)를 포함하는 독성 물질 분석을 통해 내 독성 물질의 레벨이 줄어든 후보 물질을 찾고, 상기 SCFA 분석을 통해 미리 설정된 타겟 SCFA 변화를 확인하며, 상기 장균총 분석을 통해 후보 물질 처치 전후 변화된 장균총을 확인함으로써, 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝할 수 있다.
상기 SCFA 분석은 포르메이트(Formate) 분석, 아세테이트(Acetate) 분석, 프로피오네이트(Propionate) 분석, 부티레이트(Butyrate) 분석, 아이소 부티레이트(Iso-butyrate) 분석, 발러레이트(Valerate) 분석 및 아이소 발러레이트(Iso-valerate) 분석을 포함할 수 있다.
상기 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계는 독성 물질 분석, SCFA(Short chain fatty acids)를 포함하는 장균총 유래 대사체 분석, 프로테오박테리아(Proteobacteria)와 클로스트리듐 디피실리균(Clostridium difficile)을 포함하는 장내 유해균 분석 및 락토바실러스(Lactobacillus)와 비피도박테리움(Bifidobacteriaum)을 포함하는 장내 유익균 분석 중 적어도 하나에 기초하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝할 수 있다.
상기 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계는 내 독소(endotoxin) 및 황화수소(hydrogen sulfide)를 포함하는 상기 독성 물질 분석을 통해 독성 물질의 레벨이 줄어든 후보 물질을 찾고, 상기 SCFA 분석을 통해 미리 설정된 타겟 SCFA 변화를 확인하며, 상기 장내 유해균 분석 및 상기 장내 유익균 분석을 통해 장내 유해균 및 장내 유익균의 증감 정도를 확인함으로써, 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 장균총과 장균총 대사체 기반으로 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 검증 방법을 제공함으로써, 개인 맞춤형으로 장균총 개선 후보 효능 물질을 스크링하는 유효한 분석 방법을 제공할 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 방법은 바이오마커 기반 스크리닝 시스템에 적용할 수 있으며, 개인 맞춤형 효과적인 스크리닝 방법으로 개인 맞춤형 후보 물질을 빠르게 검증할 수 있다.
도 1은 PMAS기법을 통한 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 과정에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 PMAS시행 시의 plate well구성의 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 3은 PMAS를 통한 샘플 분석을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4 는 PMAS 실시 후 획득된 분석 결과를 통해 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 후보물질을 선별하는 도식을 나타낸 것이다.
도 5 는 5가지의 서로 다른 처치를 한 7명의 분변 샘플 결과 및 이를 통해 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 후보물질을 선별하는 예시를 나타낸 것이다.
도 6은 7명의 서로 다른 사람의 분변 샘플과 3개의 동일한 사람의 서로 다른 분변 샘플에 10가지 다른 처치를 시행 한 후 도출된 뷰티르산 변화량 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 PMAS시행 시의 plate well구성의 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 3은 PMAS를 통한 샘플 분석을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4 는 PMAS 실시 후 획득된 분석 결과를 통해 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 후보물질을 선별하는 도식을 나타낸 것이다.
도 5 는 5가지의 서로 다른 처치를 한 7명의 분변 샘플 결과 및 이를 통해 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 후보물질을 선별하는 예시를 나타낸 것이다.
도 6은 7명의 서로 다른 사람의 분변 샘플과 3개의 동일한 사람의 서로 다른 분변 샘플에 10가지 다른 처치를 시행 한 후 도출된 뷰티르산 변화량 결과를 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상 의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은, 분변을 이용하여 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품을 스크리닝(screening)할 수 있는 방법을 제안하는 것을 그 요지로 한다. 이하, 본 발명에 따른 방법은 PMAS(Personalized Pharmaceutical Meta-Analysis Screening)이라 칭하여 설명한다.
본 발명에 따른 PMAS는 장균총, 온도, 습도, 모션을 포함하는 사용자 개인의 내장 환경을 형성(mimicking)하고, 일정 개수 이상 예를 들어, 최대 95개까지 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 후보들을 병렬분석 가능하며, 이를 통해 가장 효과적인 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝한다.
PMAS 바이오마커는 장내 독성 물질과 장내 미생물 및 이의 대사체이며, 내 독소인 LPS(Lipopolysaccharide), 황화 수소 (hydrogen sulfide), SCFA(Short chain fatty acids), 장내 유해균 및 유익균 레벨을 포함하며, SCFA는 포르메이트(Formate), 아세테이트(Acetate), 프로피오네이트(Propionate), 부티레이트(Butyrate), 아이소 부티레이트(Iso-butyrate), 발러레이트(Valerate) 및 아이소 발러레이트(Iso-valerate)를 포함하고, 장내 유해균은 프로테오박테리아(Proteobacteria)과 클로스트리듐 디피실리균(Clostridium difficile)를 포함하며, 장내 유익균은 락토바실러스(Lactobacillus)와 비피도박테리움(Bifidobacterium)을 포함한다.
여기서, LPS는 그람 음성(Gram negative), 프로 염증성(Pro-inflammatory)이며, 황화 수소는 장내 이상(異常) 발효 결과물일 수 있다.
본 발명의 스크리닝 시스템은 체내 장내 미생물 환경을 가장 용이하게 대표할 수 있는 사람 및 다양한 동물의 분변 샘플을 대상으로 체외(in-vitro)에서 전처리, 장균총 개선 후보 물질 처리, 후보 물질의 기능성 및 행동 양식의 검증(Verification of functionality and mode of action)을 수행하며, 후보 물질의 결과로 초래된 장균총의 분류 학적 식별(Taxonomic identification), 미생물 안전성(Microbial safety) 및 미생물 기능성(Microbial functionality)을 조사할 수 있는 PMAS 기법을 이용한다. 이와 같이 개인의 대변과 특수 배지를 포함하는 빠른 스크리닝 방법(Fast screening method containing individual's feces and special media) 및 분변 유래 마이크로바이옴(microbiome)과 대사물질(metabolites) 분석을 통하여 효율적인 개인 맞춤형 프로바이오틱스 식품, 건강기능성 식품 및 의약품을 스크리닝(Efficient personalized probiotics screening) 한다.
본 발명의 PMAS는 샘플 준비 과정, 샘플 분석 과정 및 데이터 분석 과정, 도출된 데이터를 통해 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품을 선별하는 과정을 포함한다.
먼저 샘플 준비 과정은 아래 표 1에 기재된 PMAS 매체(medium) 예를 들어, Ileostomy 유출물 기반 매체를 이용하여 준비하며 매체의 pH는 4부터 6까지 사용할 수 있다.
도 1은 PMAS기법을 통한 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 과정에 대한 일 예시도를 나타낸 것으로, 도 1을 이용하여 본 발명에 따른 방법에 대한 과정을 설명하면 다음과 같으며, 분변 샘플을 이용한 작업은 혐기 상태 안에서 진행한다.
1. 분변준비
사람의 분변과 PMAS 배지를 1:12의 비율로 섞고 stomacher를 이용하여 균질화한다. 거름망을 이용하여 변의 잔여물은 걸러낸다. 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 후보 물질 처치에 앞서, 변과 배지가 섞인 혼합물을 혐기 챔버 안에서 4시간동안 환원한다.
2. 변배지 혼합물 분주
혐기 챔버 내에서 분변과 배지의 균질화 된 혼합물을 96 웰 플레이트(well plate)의 웰(well)에 각각 동일 양씩 분주한다.
3. 후보 물질 처리
처치할 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 후보 물질은 멸균된 1 x PBS에 suspension시키고 농도와 양을 균일화하여 분변 배지가 들어있는 plate well에 각각 분주한다.
4. 혐기 배양
온도, 습도 및 모션을 장내 환경과 유사하게 형성한 채로 24시간 동안 플레이트를 배양하여 각 실험군(well)을 발효 배양 시킨다.
5. 샘플 분석
배양된 각각의 실험군에서 원심분리하여 취한 상등액으로부터 대사체 및 독성 물질 등을 조사하고, pallet에서 장균총 분석을 시행한다.
도 2 는 PMAS 시행 시의 well plate 구성의 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이 처치하고자 하는 물질의 개수 및 반복 정도에 따라 well plate의 구성이 상이할 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이 x축과 y축에 서로 다른 물질을 처치하여 두 가지 물질의 콤비네이션(combination) 처치에 따른 스크리닝과, 도 2b에 도시된 바와 같이 단방향 처리에 따른 단일 물질 스크리닝 두 가지가 모두 가능하다.
도 3은 샘플 분석을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 PMAS배양이 종료된 후 병렬로 발효된 각각의 well에서 원심분리하여 얻어진 상등액으로부터 흡광도 측정분석법과 크로마토그래피 분석법을 통해 독성 물질 분석 및 미생물 대사체 분석이 시행되며, 원심분리 후 얻어진 pallet으로부터는 배양-비의존적장균총 분석(Culture-independent analysis method)이 수행된다. 예를 들어, N,N-디메틸-p-페닐렌디아민(N,N-dimethyl-p-phenylene-diamine)과 염화철(FeCl3)로 반응시키는 메틸렌블루법(methylene blue method)을 통해서 배양을 통해 생성된 황화 수소 변화량을 측정하고 아세이 키트(Endotoxin assay kit) 분석을 통해 염증반응 증진요인인 내 독성(Endotoxin) 레벨을 측정할 수 있다. 또한 가스 크로마토그래피 분석법을 활용하여 미생물 대사체인 아세테이트, 프로피오네이트, 부티레이트 등을 분석할 수 있다. 장균총은 시료 내 유전체를 전부 추출한 후 GULDA방법에서 제시된 박테리아 특이적인 프라이머를 사용한 실시간 PCR 분석법(real-time PCR)이나 차세대시퀀싱(Next Generation Sequencing)과 같은 메타지놈(metagenome) 분석을 통하여 유전체 기반의 분석법으로 분석할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 방법은 독성 물질 분석, SCFA를 포함하는 장균총 유래 대사체 분석 및 장균총 분석 중 적어도 하나에 기초하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝할 수 있으며, 구체적으로, 내 독소(endotoxin)와 황화수소(hydrogen sulfide)를 포함하는 독성 물질 분석을 통해 내 독성 물질의 레벨이 줄어든 후보 물질을 찾고, SCFA 분석을 통해 미리 설정된 타겟 SCFA 변화를 확인하며, 장균총 분석을 통해 후보 물질 처치 전후 변화된 장균총을 확인함으로써, 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝할 수 있다.
도 4 는 PMAS 실시 후 획득된 분석 결과를 통해 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 후보물질을 선별하는 도식을 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, PMAS시행 후 분석된 결과 중 독성 물질 생성 증감, SCFA 변화, 유해균 및 유익균 증감 정도를 판단하여 처치한 물질의 장균총 개선 효능 유무를 판별한다. 먼저 24시간 배양 종료 후 원심분리를 시행했을 때 상등액이 최소 분석 가능 양 이상 남지 않으면 PMAS 처리 및 배양을 다시 거쳐서 분석에 사용할 상등액 양을 충분한 만큼 확보한다. 이 중 독성물질이 증가하고 전체 SCFA양이 정상 범위 외이며, 유해균이 처치 전과 비교하여 유의적으로 증가하였을 경우, 이는 처치 물질에 의하여 장균총 불균형이 유도된 것으로 간주되어 선별 대상에서 제외된다. 단 유익균이 수적으로 감소한 경우에는 차세대시퀀싱방법(Next Generation Sequencing) 등을 활용한 메타지놈(metagenome) 분석을 통해 조사한 전체 장균총의 다양성이 유의적으로 감소한 경우에만 선별 대상에서 제외한다. 상기 내용 외에 추가적으로 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 후보 물질이 장내 특정 바이오마커에 미치는 영향을 참고하여 스크리닝하고자 하는 경우, 기 상술한 선별 기준이 통과한 경우에 한하여 해당 바이오마커 관련 분석을 시행하여 선별한다. 즉, 본 발명은 내 독소(endotoxin)와 황화수소(hydrogen sulfide)를 포함하는 독성 물질 분석, SCFA(Short chain fatty acids) 를 포함하는 장균총 유래 대사체 분석, 프로테오박테리아(Proteobacteria)와 클로스트리듐 디피실리균(Clostridium difficile)을 포함하는 장내 유해균 분석 및 락토바실러스(Lactobacillus)와 비피도박테리움(Bifidobacteriaum)을 포함하는 장내 유익균 분석 중 적어도 하나에 기초하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝할 수 있는데, 구체적으로 내 독소(endotoxin) 및 황화수소(hydrogen sulfide)를 포함하는 독성 물질 분석을 통해 독성 물질의 레벨이 줄어든 후보 물질을 찾고, SCFA 분석을 통해 미리 설정된 타겟 SCFA 변화를 확인하며, 장내 유해균 분석 및 상기 장내 유익균 분석을 통해 장내 유해균 및 장내 유익균의 증감 정도를 확인함으로써, 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝할 수 있다. 예컨대, 본 발명은 독성 물질 생성이 유의적으로 증가하지 않고, 총 SCFA양이 정상 범위 이내이며, 유해균이 유의적으로 증가하지 않고, 유익균이 유의적으로 감소하지 않은 경우 또는 유익균이 유의적으로 감소하더라도 장균총 다양성이 증가하는 경우 전체 SCFA 중 뷰티르산의 비율이 가장 크게 증가하는 실험균을 선별하여 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강 기능성 식품 및 의약품 스크리닝을 수행한다. 물론, 본 발명은 독성 물질 생성이 유의적으로 증가하지 않고, 총 SCFA양이 정상 범위 이내이며, 유해균이 유의적으로 증가하지 않고, 유익균이 유의적으로 감소하지 않은 경우 또는 유익균이 유의적으로 감소하더라도 장균총 다양성이 증가하면서 추가적인 장내 특정 생체 지표 분석이 필요한 경우 특정 생체 지표에 대한 증감 및 유무를 추가 분석하고, 분석 결과에 따라 PMAS 물질 처리의 결과 특정 생체 지표가 영향을 받는 실험군을 선별하여 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강 기능성 식품 및 의약품 스크리닝을 수행한다.
도 5는 서로 다른 각 사람의 분변 샘플을 이용하여 PMAS 분석 진행 후 차이가 나는 결과에 대한 일 예시도를 나타낸 것으로, 도 4에서 설명된 선별 알고리즘에 기초하여 각 사람 마다 서로 다른 최적의 처리 물질을 선별한 예시이다. 도 5에 기재된 수치는 7명의 사람의 분변에 서로 다른 5가지의 처리 물질을 처리하였을 때 독성물질, 총 SCFA 수준, 유해균, 유익균 및 뷰티르산의 비율을 아무것도 처리하지 않은 대조군에 대비하여 표준화한 수치이며, 각각의 분석 결과에서 선별 기준에 부합하지 않을 경우는 빨간색으로 처리되었다. 선별에 대한 판단 과정은 독성물질, 총 SCFA 수준, 유해균, 유익균 순으로 진행되어, 이전 과정에서 선별기준에 부합하지 않았던 실험군은 이후 과정에서도 제외되었으며, 최종적으로 남은 실험군 중 각 분변 샘플별로 뷰티르산의 비율이 가장 높았던 처리물질이 최적의 장균총 개선 물질로 선별되었다.
도 5를 통하여 사람마다 각각의 분석 과정에서 결과가 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있으며, 최종적으로 선별되는 최적의 처리 물질 또한 서로 다른 것을 알 수 있다.
도 6은 사람마다 서로 다른 물질을 처리하여 PMAS를 진행하고 뷰티르산 비율 결과에 대한 일 예시도를 나타낸 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이 서로 다른 사람 7명(A~G)과 동일한 사람으로부터 서로 다른 시기에 샘플링이 시행된 3개의 (H1, H2, H3) 분변 샘플에 10개의 각기 다른 처리 물질을 처리한 결과이다. 각 실험 well의 뷰티르산 비율을 아무것도 처리하지 않은 대조군에 대비하여 계산된 수치가 히트맵(heatmap)으로 표현되었으며, 분변 샘플 별 결과의 유사도에 따라서 군집 분석된 계통수(phylogenetic tree)가 하단에 표현되었다. 도 6에 도시된 바와 같이 서로 다른 사람간의 각 처리 물질에 따른 뷰티르산 변화 정도는 다양하게 나타나지만 동일한 사람에게서 획득된 샘플을 사용한 경우 결과가 유사하게 도출되는 것을 확인할 수 있다.
도 5와 도 6을 통해 알 수 있듯이, 각각의 서로 다른 물질을 처리한 후의 변화가 사람과 사람간에는 크게 차이가 나지만 한 개인의 서로 다른 분변샘플에서 얻어진 결과는 어느 정도 일관성이 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 방법은 도 4 내지 도 6을 통해 알 수 있듯이 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품을 스크리닝하는데에 유효한 분석방법이라는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Claims (8)
- 사용자 개인의 샘플을 획득하고 전처리하는 단계;
상기 획득된 샘플과 미리 설정된 개수의 후보 물질을 혼합하는 단계; 및
상기 샘플과 후보 물질이 혼합된 혼합물을 분석하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계
를 포함하는 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계는
장균총 유래 바이오마커 기반 분석에 기초하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계는
독성 물질 분석, SCFA(Short chain fatty acids)를 포함하는 장균총 유래 대사체 분석 및 장균총 분석 중 적어도 하나에 기초하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 샘플을 획득하는 단계는
상기 사용자 개인의 분변을 샘플로 획득하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계는
내 독소(endotoxin) 및 황화수소(hydrogen sulfide)를 포함하는 상기 독성 물질 분석을 통해 독성 물질의 레벨이 줄어든 후보 물질을 찾고, 상기 SCFA 분석을 통해 미리 설정된 타겟 SCFA 변화를 확인하며, 상기 장균총 분석을 통해 후보 물질 처치 전후 변화된 장균총을 확인함으로써, 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 SCFA 분석은
포르메이트(Formate) 분석, 아세테이트(Acetate) 분석, 프로피오네이트(Propionate) 분석, 부티레이트(Butyrate) 분석, 아이소 부티레이트(Iso-butyrate) 분석, 발러레이트(Valerate) 분석 및 아이소 발러레이트(Iso-valerate) 분석을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계는
독성 물질 분석, SCFA(Short chain fatty acids)를 포함하는 장균총 유래 대사체 분석, 프로테오박테리아(Proteobacteria)와 클로스트리듐 디피실리균(Clostridium difficile)을 포함하는 장내 유해균 분석 및 락토바실러스(Lactobacillus)와 비피도박테리움(Bifidobacteriaum)을 포함하는 장내 유익균 분석 중 적어도 하나에 기초하여 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝 단계는
내 독소(endotoxin) 및 황화수소(hydrogen sulfide)를 포함하는 상기 독성 물질 분석을 통해 독성 물질의 레벨이 줄어든 후보 물질을 찾고, 상기 SCFA 분석을 통해 미리 설정된 타겟 SCFA 변화를 확인하며, 상기 장내 유해균 분석 및 상기 장내 유익균 분석을 통해 장내 유해균 및 장내 유익균의 증감 정도를 확인함으로써, 개인 맞춤형 장균총 개선 후보 물질을 스크리닝하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20180025377 | 2018-03-02 | ||
| KR1020180025377 | 2018-03-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190104914A true KR20190104914A (ko) | 2019-09-11 |
Family
ID=67805062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190024539A KR20190104914A (ko) | 2018-03-02 | 2019-03-04 | Pmas방법을 이용한 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190104914A (ko) |
| WO (1) | WO2019168391A1 (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210095510A (ko) * | 2020-01-23 | 2021-08-02 | 주식회사 에이치이엠파마 | 장내 환경 개선을 위한 맞춤형 솔루션을 제공하는 방법 및 서버 |
| KR102298350B1 (ko) * | 2020-07-23 | 2021-09-06 | 주식회사 아미코스메틱 | 마이크로바이옴을 이용한 맞춤형 건강기능식품 제조 및 추천 정보를 제공하는 방법 및 장치 |
| KR20210129953A (ko) * | 2020-04-21 | 2021-10-29 | 박선민 | 대사성 질환과 안질환의 예방 및 건강 유지를 위한 장내 미생물 검사 기반 맞춤형 프리바이오틱스 또는 프로바이오틱스 정보 제공방법 |
| KR20220080906A (ko) * | 2020-12-08 | 2022-06-15 | 건국대학교 산학협력단 | 헬스케어를 위한 대사체 기반 유산균 조합 정보 제공 장치 및 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110907599B (zh) * | 2019-11-18 | 2022-11-18 | 广州海关技术中心 | 消费品化学检测项目的混样定量测试方法与装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007143544A (ja) * | 2005-04-28 | 2007-06-14 | National Center For Child Health & Development | 乳酸菌のスクリーニング方法 |
| CN106620189B (zh) * | 2012-06-06 | 2021-11-19 | 上海交通大学 | 改善肠道菌群结构的方法及应用 |
| KR101655907B1 (ko) * | 2013-11-15 | 2016-09-08 | 전북대학교산학협력단 | 예쁜 꼬마선충을 이용한 고기능성 프로바이오틱스 균주 선발기술 |
| JP6732731B2 (ja) * | 2015-03-17 | 2020-07-29 | 株式会社明治 | プロバイオティクスの被貪食能の評価方法およびこれを利用したスクリーニング方法 |
| KR101732676B1 (ko) * | 2015-08-19 | 2017-05-04 | (주)다이오진 | 덤벨 구조를 갖는 핵산 증폭용 프라이머 및 이를 이용한 장내 유익균 검출방법 |
-
2019
- 2019-03-04 WO PCT/KR2019/002465 patent/WO2019168391A1/ko active Application Filing
- 2019-03-04 KR KR1020190024539A patent/KR20190104914A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210095510A (ko) * | 2020-01-23 | 2021-08-02 | 주식회사 에이치이엠파마 | 장내 환경 개선을 위한 맞춤형 솔루션을 제공하는 방법 및 서버 |
| JP2023511393A (ja) * | 2020-01-23 | 2023-03-17 | エイチイエム ファーマ インコーポレイテッド | 腸内環境改善のためのカスタマイズソリューションを提供する方法及びサーバ |
| KR20210129953A (ko) * | 2020-04-21 | 2021-10-29 | 박선민 | 대사성 질환과 안질환의 예방 및 건강 유지를 위한 장내 미생물 검사 기반 맞춤형 프리바이오틱스 또는 프로바이오틱스 정보 제공방법 |
| KR102298350B1 (ko) * | 2020-07-23 | 2021-09-06 | 주식회사 아미코스메틱 | 마이크로바이옴을 이용한 맞춤형 건강기능식품 제조 및 추천 정보를 제공하는 방법 및 장치 |
| KR20220080906A (ko) * | 2020-12-08 | 2022-06-15 | 건국대학교 산학협력단 | 헬스케어를 위한 대사체 기반 유산균 조합 정보 제공 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019168391A1 (ko) | 2019-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20190104914A (ko) | Pmas방법을 이용한 개인 맞춤형 프로바이오틱스, 식품, 건강기능성 식품 및 의약품 스크리닝 방법 | |
| Nagpal et al. | Human-origin probiotic cocktail increases short-chain fatty acid production via modulation of mice and human gut microbiome | |
| Patnode et al. | Interspecies competition impacts targeted manipulation of human gut bacteria by fiber-derived glycans | |
| Strandwitz et al. | GABA-modulating bacteria of the human gut microbiota | |
| Manor et al. | A multi-omic association study of trimethylamine N-oxide | |
| Shah et al. | A microfluidics-based in vitro model of the gastrointestinal human–microbe interface | |
| Vemuri et al. | Lactobacillus acidophilus DDS-1 modulates the gut microbiota and improves metabolic profiles in aging mice | |
| Mu et al. | High‐production dairy cattle exhibit different rumen and fecal bacterial community and rumen metabolite profile than low‐production cattle | |
| Ursell et al. | The intestinal metabolome: an intersection between microbiota and host | |
| Xu et al. | Recent developments and applications of metabolomics in microbiological investigations | |
| Sacchetti et al. | Gut microbiome investigation in celiac disease: from methods to its pathogenetic role | |
| Friedman et al. | Diet‐induced changes of redox potential underlie compositional shifts in the rumen archaeal community | |
| Mohedano et al. | Real-time detection of riboflavin production by Lactobacillus plantarum strains and tracking of their gastrointestinal survival and functionality in vitro and in vivo using mCherry labeling | |
| Marzorati et al. | High‐fiber and high‐protein diets shape different gut microbial communities, which ecologically behave similarly under stress conditions, as shown in a gastrointestinal simulator | |
| Fourie et al. | Structural and functional alterations in the colonic microbiome of the rat in a model of stress induced irritable bowel syndrome | |
| Gonzalez et al. | High-throughput stool metaproteomics: method and application to human specimens | |
| Garcia-Mazcorro et al. | Apple consumption is associated with a distinctive microbiota, proteomics and metabolomics profile in the gut of Dawley Sprague rats fed a high-fat diet | |
| Cerk et al. | Microbiota analysis for risk assessment: evaluation of hazardous dietary substances and its potential role on the gut microbiome variability and dysbiosis | |
| WO2017035191A1 (en) | Systems and methods for enriching a bacterial strain from a target bacterial system | |
| Zhang et al. | Single‐cell rapid identification, in situ viability and vitality profiling, and genome‐based source‐tracking for probiotics products | |
| Riva et al. | Identification of inulin-responsive bacteria in the gut microbiota via multi-modal activity-based sorting | |
| Zheng et al. | Hypertension of liver-yang hyperactivity syndrome induced by a high salt diet by altering components of the gut microbiota associated with the glutamate/GABA-glutamine cycle | |
| Liu et al. | Genomic and phenotypic-based safety assessment and probiotic properties of Streptococcus thermophilus FUA329, a urolithin A-producing bacterium of human milk origin | |
| Cheng et al. | Systematic dissection of a complex gut bacterial community | |
| Nissen et al. | Sourdough process and spirulina-enrichment can mitigate the limitations of colon fermentation performances of gluten-free breads in non-celiac gut model |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |