KR20210062660A - Probiotic strains for aging, muscle, bone, intestine, hyperlipidemia, skin and brain - Google Patents

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KR20210062660A
KR20210062660A KR1020217011441A KR20217011441A KR20210062660A KR 20210062660 A KR20210062660 A KR 20210062660A KR 1020217011441 A KR1020217011441 A KR 1020217011441A KR 20217011441 A KR20217011441 A KR 20217011441A KR 20210062660 A KR20210062660 A KR 20210062660A
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aging
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aged
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박용하
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클리니컬 뉴트리션 인터내셔널 (엠) 에스디엔 비에이치디
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Abstract

본 발명의 첫번째 양상은 수탁번호 CGMCC 15536으로 중국 미생물 자원은행에 기탁된 락토바실러스 퍼멘텀 균주와 수탁번호 CP0333071로 유전자은행에 기탁된 전체 유전자 서열에 관한 것이다. 상기 균주는 특히 노화, 뼈 및 근육 건강, 장 균형, 고지혈증, 피부, 및 뇌건강에 특히 이롭다.The first aspect of the present invention relates to the Lactobacillus fermentum strain deposited with the China Microbial Resource Bank under the accession number CGMCC 15536 and the entire gene sequence deposited with the gene bank under the accession number CP0333071. This strain is particularly beneficial for aging, bone and muscle health, intestinal balance, hyperlipidemia, skin, and brain health.

Description

노화, 근육, 뼈, 장, 고지혈증, 피부 및 뇌를 위한 프로바이오틱 균주Probiotic strains for aging, muscle, bone, intestine, hyperlipidemia, skin and brain

본 출원은 2018년 10월 19일에 출원된 말레시이아 특허 출원 PI 2018703875의 이익을 주장하고, 상기 말레이시아 특허 출원의 내용들은 본 명세서에서 전체적으로 참조로 통합되며, 상기 말레이시아 특허 출원은 “말레이시아 우선권 출원”이라고 한다.This application claims the benefit of the Malaysian patent application PI 2018703875 filed on October 19, 2018, and the contents of the Malaysian patent application are incorporated by reference in their entirety in this specification, and the Malaysian patent application is referred to as “Malaysia Priority Application. "It is said.

본 발명은 의약, 미생물학 및 영양학 분야 그리고 특히 프로바이오틱 균주 퍼멘텀 DR9에 관한 것이다. 상기 균주는 특히 노화를 늦추고, 근육과 뼈 퇴화의 치료및 예방, 장내 미생물 집단과 대사산물 농도의 불균형에 대한 장조절 그리고 고지혈증, 간지질 축적, 지질대사, 지질 질환 그리고 피부 퇴화의 치료 및 예방과 같은 건강에 유익한 생체기능성을 가진다.The present invention relates to the fields of medicine, microbiology and nutrition, and in particular to the probiotic strain Permentum DR9. These strains are particularly useful for slowing aging, treating and preventing muscle and bone degeneration, controlling intestinal dysfunction for imbalance of intestinal microbial population and metabolite concentration, and treating and preventing hyperlipidemia, interlipid accumulation, lipid metabolism, lipid disease and skin degeneration. It has the same health-beneficial biofunctionality.

논문 “Lactobacillus strains alleviated aging symptoms and aging-induced metabolic disorders in aged rats”는 2018년 12월 28일에 온라인으로 게재되었고, 이는 말레이시아 우선권 출원에 명시된 우선일 이후이다. 상기 논문의 저자들은 본 출원의 발명자들이고, 본 출원 및 말레이시아 우선권 출원의 출원인들에게 모든 권리를 부여하였다. 즉, 환언하면, 본 출원인들의 상기 논문은 소위 “발명자에 의한 공개”로 간주될 수 있다(즉, 공개의 주제는 발명가, 한 명 이상의 공동발명가 또는 발명가 및 공동발명가로 부터 직접 또는 간접적으로 주제를 획득한 사람에게 귀속되어야 한다). 상기 논문의 내용은 말레이시아 우선권 출원에 포함되었고(우선권 출원일에는 그 내용이 개재되지 않았지만), 본 출원에도 또한 포함된다. 따라서, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 균주가 노화를 늦추고, 근육과 뼈 퇴화의 치료 및 예방에 미치는 효과는 말레이시아 우선권 출원의 출원일에는 게재되지 않았다.The paper “ Lactobacillus strains alleviated aging symptoms and aging-induced metabolic disorders in aged rats ” was published online on December 28, 2018, after the priority date specified in the Malaysian priority application. The authors of the paper are the inventors of this application, and all rights are granted to the applicants of this application and the Malaysian priority application. That is, in other words, the thesis of the present applicants can be considered as a so-called "publication by the inventor" (that is, the subject of publication is directly or indirectly from the inventor, one or more co-inventors, or inventors and co-inventors. It must be attributed to the person who acquired it). The content of the paper was included in the Malaysian priority application (although the content was not disclosed on the priority filing date), and is also included in this application. Therefore, the effect of Lactobacillus fermentum DR9 strain on slowing aging and on the treatment and prevention of muscle and bone degeneration was not published on the filing date of the Malaysian priority application.

논문 “Lactobacillus sp. improved microbiota and metabolite profiles of aging rats"는 2019년 6월 14일에 온라인으로 게재되었고, 이는 말레이시아 우선권 출원에 명시된 우선일 이후이다. 상기 논문의 저자들은 본 특허 출원의 발명자들과 동일하다. 이 논문의 저자들은 본 출원의 발명자들이며, 본 출원 및 말레이시아 우선권 출원의 출원인들에게 모든 권리를 부여하였다. 환언하면, 본 출원인들의 상기 논문은 소위 “발명자에 의한 공개”로 간주될 수 있다(공개의 주제는 발명가, 한명 이상의 공동발명가 또는 발명가 및 공동발명가로 부터 직접 또는 간접적으로 주제를 획득한 사람에게 귀속되어야한다). 상기 논문의 내용은 말레이시아 우선권 출원에 통합되지 아니하였지만(따라서, 그 내용은 우선권 출원일에는 게재되지 않았다), 본 출원에는 역시 포함된다. 그러므로, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 균주가 장내 미생물 집단과 대사산물의 농도의 불균형에 관한 장조절에 있어서의 효과는 말레이시아 우선권 출원의 출원일에는 알려지지 아니하였다(게재되지 아니하였다).Thesis “ Lactobacillus sp. "Improved microbiota and metabolite profiles of aging rats " was published online on June 14, 2019, after the priority date specified in the Malaysia priority application. The authors of the paper are the same as the inventors of this patent application. The authors of are the inventors of the present application, and have granted all rights to the applicants of this application and the Malaysian priority application, in other words, the above papers of the applicants can be regarded as the so-called "publication by the inventor" (public subject matter Should be attributed to the inventor, one or more co-inventors, or to a person who directly or indirectly acquired the subject from the inventor and co-inventor) Although the content of the paper was not incorporated into the Malaysian priority application (therefore, the content of the priority application date) Therefore, the effect of Lactobacillus fermentum DR9 strain on intestinal regulation on imbalance of intestinal microbial population and metabolite concentration was not known at the filing date of the Malaysian priority application. (Not published).

상기 언급된 논문들의 내용은 본 명세서에서 전체적으로 참조로 통합된다.The contents of the above-mentioned papers are incorporated herein by reference in their entirety.

프로바이오틱(probiotic)은 '적정한 양으로 섭취시, 숙주(host)에 건강한 영향을 부여하는 살아있는 미생물(live microorganisms)로 규정된다(PAO/WHO, 2006). 락토바실러스(Lactobacillus)는 장내 환경조절부터 대사장애(metabolic disorders)의 완화 및 면역반응(immune responses) 조절에 이르기까지의 건강상 이점을 발휘한다.Probiotics are defined as'live microorganisms that, when consumed in the right amount, give a healthy effect to the host (PAO/WHO, 2006). Lactobacillus bacteria (Lactobacillus) will demonstrate the health benefits from controlled environments to relieve intestinal and immune response (immune responses) regulation of metabolic disorders (metabolic disorders).

노화(Ageing)는 연령별 사망률(age-specific mortality rate)의 증가를 야기하는 생리적 기능 감퇴(physiological decline)와 관련된 연령 의존적 다인성 과정(age-dependent multifactorial process)이다. 60세 이상 노인의 수는 2050년까지는 두 배 이상, 2100년까지는 세 배 이상 증가할 것으로 예상되며 2017년에는 전세계적으로 9억 2천만명에서 2050년에는 21억명, 2100년에는 31억명으로 증가할 것으로 예상된다. 노화는 불가피하지만, 현재 노화 연구는 기대 수명의 증가함에 따라 삶의 질을 향상시키는 것을 목표로 한다.Aging is an age-dependent multifactorial process associated with physiological decline leading to an increase in age-specific mortality rate. The number of seniors aged 60 and over is expected to more than double by 2050 and more than triple by 2100, and will increase from 920 million globally in 2017 to 2.1 billion by 2050 and 3.1 billion by 2100. It is expected. Aging is inevitable, but current aging research aims to improve the quality of life as life expectancy increases.

텔로미어 길이(Telomere length)는 종종 노화 및 연령 관련 이환율(morbidity)의 생체 지표(biomarker)로 간주된다. 텔로미어는 각 세포 분열에 따라 감소하는 진핵세포의 염색체(eukaryotic chromosomes) 말단의 핵 단백질 (nucleoprotein complex) 복합체이다. 텔로미어 길이는 임계길이(critical length)에 도달할 때까지 세포 분열과 함께 짧아지고, 세포 노화(cell senescence)를 개시하게 한다. 텔로미어 외에, P53 유전자(p53 gene) 또한 노화에 대한 생체 지표이다. 상기 P53은 종양 억제 단백질(tumor suppression protein)을 암호화하고, 노화를 유도하는 텔로머릭 스트레스(telomeric stress-induced senescence)에 대한 주요 지표의 역할을 한다. 이것은 세포주기정지(cell cycle arrest), DNA복구(DNA repair), 세포사멸(apoptosis) 및 세포 노화(cellular senescence)에 영향을 미친다.Telomere length is often considered a biomarker of aging and age-related morbidity. Telomeres are a complex of nuclear proteins at the ends of eukaryotic chromosomes that decrease with each cell division. Telomere length shortens with cell division until a critical length is reached, causing cell senescence to be initiated. In addition to telomeres, the p53 gene is also a biomarker for aging. The P53 encodes a tumor suppression protein and serves as a major indicator for telomeric stress-induced senescence that induces aging. This affects cell cycle arrest, DNA repair, apoptosis and cellular senescence.

노화는 산화 스트레스에 관련이 있다. DNA, 단백질 및 지질의 산화적 손상 (oxidative damage)의 점진적 축적(Progressive accumulation)은 노화과정에 기여하는 요소이다. 게다가, 산화적 손상은 미토콘드리아 DNA(mitochondrial DNA)의 복제(replication) 및 전사(transcription)에 영향을 주어 미토콘드리아 기능(mitochondrial function)을 저하시켜 노화과정을 가속화한다. 미토콘드리아 기능장애(Mitochondrial dysfunction)는 알츠하이머 병(Alzhe-imer's disease) 및 파킨슨 병(Parkinson's disease)과 같은 여러 노화관련 질병과 밀접한 관련이 있다. 산화 스트레스는 비만(obesity), 당뇨병(diabetes), 심혈관 질환(cardiovascular diseases)과 같은 대사장애(metabolic disorder)를 일으킬 수도 있다.Aging is linked to oxidative stress. Progressive accumulation of oxidative damage to DNA, proteins and lipids is a contributing factor to the aging process. In addition, oxidative damage accelerates the aging process by reducing mitochondrial function by affecting the replication and transcription of mitochondrial DNA. Mitochondrial dysfunction is closely related to several age-related diseases such as Alzhe-imer's disease and Parkinson's disease. Oxidative stress can also cause metabolic disorders such as obesity, diabetes, and cardiovascular diseases.

노화는 근골격계(musculoskeletal system)에 영향을 미친다. 근육노화(Muscle aging)는 일반적으로 골견근 질량(skeletal muscle mass)과 힘(strength)의 비자발적인 감소(involuntary loss)로 설명되는 근감소증(sarcopenia)이다. 인간의 경우, 근육량은 40세부터 감소하기 시작한다. 대략 60세 이상 성인의 25% 그리고 80세가 되면 인구의 60%가 근육손실(muscle loss)을 경험할 수 있다. 근감소증으로 고통받는 환자들은 근력이 낮고, 낮은 근육성능을 경험할 수 있다. 또한 이들은 신체적 부동성, 열약한 삶의 질 그리고 죽음의 위험에 처한다. 만성염증(Chronic inflammation), 나이로 인한 호르몬 수치변화(폐경), 미토콘드리아 기능장애(disrupted mitochondrial function) 및 근육세포재생(muscle cell regeneration) 등이 근감소증의 근본원인으로 여겨져 왔다.Aging affects the musculoskeletal system. Muscle aging is sarcopenia, which is generally described as an involuntary loss of skeletal muscle mass and strength. In humans, muscle mass begins to decrease at age 40. Approximately 25% of adults over the age of 60 and 60% of the population by age 80 can experience muscle loss. Patients suffering from sarcopenia may experience low muscle strength and low muscle performance. They are also at risk of physical immobility, poor quality of life and death. Chronic inflammation, changes in hormone levels due to age (menopause), disrupted mitochondrial function, and muscle cell regeneration have been considered the root causes of sarcopenia.

뼈 노화의 초기 시작은 남성과 여성 모두 뼈의 밀도가 감소하기 시작하는 30세 경에 시작한다. 폐경기(menopause)를 경험한 여성의 경우는 이러한 상태가 가속화된다. 뼈 질량과 밀도의 감소와 함께 낙상 및 골절(fall and fracture)의 위험의 증가하는 것을 골다공증(osteoporosis)이라고 한다. 전세계적으로 50세 이상의 여성 3명중 1명이 매년 골다공증으로 인한 골절을 경험하는 것으로 보고되고 있다. 예방조치(preventive measure)로 취해지는 근력운동(strength training)을 제외하고는 현재 근감소증에 대한 치료법은 없다. 그러므로, 근골격계의 건강한 노화(healthy aging)를 촉진하기 위한 대체 요법(alternative therapy)을 모색할 필요가 있다.The early onset of bone aging begins around the age of 30, when bone density begins to decrease in both men and women. In women who have experienced menopause, this condition is accelerated. An increased risk of falls and fractures with a decrease in bone mass and density is called osteoporosis. Worldwide, it is reported that one in three women over the age of 50 experience a fracture due to osteoporosis every year. There is currently no cure for sarcopenia, except for strength training, which is taken as a preventive measure. Therefore, there is a need to seek alternative therapy to promote healthy aging of the musculoskeletal system.

장(Gut)은 우리몸에서 약 4조개의 박테리아(bacteria)가 있는 가장 큰 림프 기관(lymphoid organs)중 하나이다. 장내 미생물이 숙주의 생리(physiology)와 생존(survival)을 조절하기 때문에, 노화 과정에 있어서 이러한 박테리아들의 역할은 필수 불가결하다. 인간의 경우, 장내 미생물군(gut microbiota)은 식이 및 건강상태 (dietary and health conditions)에 영향을 받지만, 출생 후 3년이 지난 후 자리가 잡히면 비교적 안정적으로 유지된다. 그러나 장내 미생물군은 박테로이드과(Bacteroidaceae), 루미노코카세(Ruminococcaceae), 라치노스피-라시에(Lachnospiraceae)와 같은 핵심 박테리아군(core bacterial families)이 덜 풍부한 노인에서 구성과 다양성(composition and diversity)의 변화를 경험하며, 특정 건강과 관련된 종은 더 만연하다. 장내 미생물 총의 변화는 장 장벽의 무결성(gut barrier integrity), 장면역 항상성(intestinal) 및 기타 다양한 노령질환(old age-diseases)에 의해 영향을 받는다고 보고되고 있다. 장 관련 장애들(Gut-related disorders)은 건강하고 균형잡힌 라이프스타일을 통해 지연 및 예방할 수 있다. 접근 방식들 중 하나는 균형 잡힌 장내 미생물 군(balanced gut microbiota)을 유지하는 것이며, 식이요법(diet intervention) 및 또는 기능성 식품 섭취(functional food supplementation)를 통해 가능하다. 개선된 장 무결성(gut integrity)은 산화 스트레스와 염증 지표(inflammatory markers)를 낮추어 준다. 배설물내 미생물 군집과 대사체 분석(Fecal microbiome and metabolome analyses)은 특히 대사성 질환(metabolic diseases)의 배설물 생체지표를 밝히는 신뢰할 수 있고 포괄적인 정보를 제공한다.The gut is one of the largest lymphoid organs in our body with about 4 trillion bacteria. Because the gut microbiota regulates the physiology and survival of the host, the role of these bacteria in the aging process is indispensable. In humans, the gut microbiota is affected by dietary and health conditions, but remains relatively stable when it is established 3 years after birth. However, the gut microbiota is composition and diversity in older adults less rich in core bacterial families such as Bacteroidaceae, Ruminococcaceae, and Lachnospiraceae. ), and certain health-related species are more prevalent. It has been reported that changes in the gut microbiota are affected by gut barrier integrity, intestinal and various other old age-diseases. Gut-related disorders can be delayed and prevented through a healthy and balanced lifestyle. One of the approaches is to maintain a balanced gut microbiota, which is possible through diet intervention and or functional food supplementation. Improved gut integrity lowers oxidative stress and inflammatory markers. Fecal microbiome and metabolome analyses provide reliable and comprehensive information on fecal biomarkers, particularly for metabolic diseases.

고지혈증과 같은 대사성 질환은 심혈관 질환(cardiovascular diseases, CVD)의 위험을 증가시킨다. 세계 보건기구(WHO)에 따르면 전세계적으로 심혈관 질환이 전체 사망의 31%를 차지하며, 심혈관 합병증(cardiovascular complications)은 이환율(morbidity)과 사망률(mortality)의 주요 요인으로 간주된다. 심혈관 질병의 예상되는 치료비용은 2030년까지 1,040억 달러가 될 것으로 보인다. 혈중 지질(blood lipid) 수치의 상승과 고지혈증은 심혈관질환의 위험요인으로서 잘 알려져있다. 고지혈증은 분리된 콜레스테롤(cholesterol)의 증가, 분리된 중성지방 (TG)의 증가 및 모두의 증가로 크게 분류될 수 있다. 고지혈증은 또한 다른 기관의 항산화 상태(antioxidant status)와 지질 단백질(lipoprotein) 수치에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이는 차례로 대사 장애(metabolic disturbances)를 심화시키고 심혈관 질환 및 비 알코올성 지방간 질환(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)의 위험을 증가시킬 수 있다. 프로바이오틱스(Probiotics)는 동물 연구에서 개선된 혈중 지질 프로파일(blood lipid profile)을 보여주었다.Metabolic diseases such as hyperlipidemia increase the risk of cardiovascular diseases (CVD). Cardiovascular disease accounts for 31% of all deaths worldwide, according to the World Health Organization (WHO), and cardiovascular complications are considered a major factor in morbidity and mortality. The projected cost of treatment for cardiovascular disease is expected to be $104 billion by 2030. Elevated blood lipid levels and hyperlipidemia are well known as risk factors for cardiovascular disease. Hyperlipidemia can be broadly classified as an increase in isolated cholesterol, an increase in isolated triglycerides (TG), and an increase in both. Hyperlipidemia has also been shown to affect antioxidant status and lipoprotein levels in other organs, which in turn aggravate metabolic disturbances, cardiovascular disease and non-alcoholic fatty liver disease. fatty liver disease (NAFLD). Probiotics have shown an improved blood lipid profile in animal studies.

피부는 신체와 외부환경(outer environment)을 분리하여 과도한 수분 손실(excessive water loss) 및 감염(infection)을 방지한다. 게다가, 피부는 ?고 아름다운 피부가 사회적 행동(social behavior)에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 미용적인 양상(cosmetic aspect)에서 중요한 역할을 한다. 노화로 인해, 피부는 나이가 들어감에 따라 가장 뚜렷한 노화 징후를 나타낸다. 소비자들은 상당한 양의 일일 비용을 스킨제품(skin products)에 투자한다. 이는 화장품 및 제약회사(cosmetics and pharmaceuticals company)가 피부 노화를 예방하거나 역전시키는 제품을 개발하도록 이끌었다.The skin separates the body from the outer environment and prevents excessive water loss and infection. In addition, skin is large and beautiful skin plays an important role in the cosmetic aspect, which can have a positive effect on social behavior. Due to aging, the skin displays the most pronounced signs of aging as it ages. Consumers invest a significant amount of their daily expenses in skin products. This has led cosmetics and pharmaceuticals companies to develop products that prevent or reverse skin aging.

노화 과정은 다양한 방식으로 뇌 와 감정(brain and emotions)에 영향을 미치며, 노령 인구에서 불안의 유병률이 높다. 이것은 알츠하이머 병과 같은 신경 퇴행성 질환(neuro-degenerative diseases)으로 인한 인지저하(cognitive declines)와 관련이 있을 수도 있다. 게다가, 노화중에 세포 호흡(cellular respiration)을 통해 생성된 세포 손상으로 인한 반응성 분자(cell-damaging reactive molecules)의 축적은 종종 단백질과 다른 세포 분자들의 산화(oxidation)를 초래하여 뇌 퇴화(brain degeneration)를 진행시킨다.The aging process affects the brain and emotions in a variety of ways, and the prevalence of anxiety is high in the aging population. This may be related to cognitive declines due to neuro-degenerative diseases such as Alzheimer's. In addition, the accumulation of cell-damaging reactive molecules produced during aging through cellular respiration often leads to oxidation of proteins and other cellular molecules, leading to brain degeneration. Proceed.

살아있는 유기체의 생화학적 과정(Biochemical processes)과 신체대사(body metabolism)는 아데노신 모노 포스페이트 활성 단백질 키나아제(adenosine monophosphate-activated protein kinase, AMPK)에 의해 조절된다. AMPK는 동화 및 이화경로(anabolic and catabolic pathways)를 조절하고 특히 세포 에너지 항상성(cellular energy homeostasis)의 주조절자의 역할을 하는 세포내 에너지 센서이다. 특히, AMPK가 낮은 아데노신 삼인산(adenosine triphosphate, ATP) 수치를 감지하면, 신호경로(signaling pathway)가 활성화되며, 여기서 AMPK는 이화경로를 촉진하여 다양한 세포 대사활동에 대한 더 많은 ATP를 생성한다. 반면에 AMPK는 이러한 과정에 직접 관여하는 여러 효소(enzymes)의 직접적인 인산화(direct phosphorylation)를 통해 포도당생성(gluconeo-genesis), 지질 및 단백질 합성(lipid and protein synthesis)등과 같은 ATP 소비 생합성 과정(ATP- consuming biosynthetic process,)을 부정적으로 조절하고, 전사인자(transcription factors), 공활성화제 및 공동억제제(co-activators and co-repressors)를 인산화하여 대사의 전사조절(transcriptional control)을 조절한다. 따라서, AMPK는 ATP 수치를 조절하여 신체기능(body functionality)이 최적의 단계(optimum stage)에서 유지될 수 있도록하며, 신체의 신진대사(bodily metabolisms)를 제어하는 생물학적 스위치이다.Biochemical processes and body metabolism in living organisms are regulated by adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK). AMPK is an intracellular energy sensor that regulates the anabolic and catabolic pathways, and in particular acts as a major regulator of cellular energy homeostasis. In particular, when AMPK detects low levels of adenosine triphosphate (ATP), a signaling pathway is activated, where AMPK promotes the catabolic pathway to produce more ATP for various cellular metabolic activities. On the other hand, AMPK is the ATP consumption biosynthesis process (ATP), such as glucose production (gluconeo-genesis), lipid and protein synthesis, etc. through direct phosphorylation of several enzymes directly involved in this process. -It negatively regulates the consuming biosynthetic process, and regulates transcriptional control of metabolism by phosphorylating transcription factors, co-activators and co-repressors. Thus, AMPK is a biological switch that regulates ATP levels so that body functionality can be maintained at an optimal stage and controls body metabolisms.

프로바이오틱스를 섭취시, 숙주의 장(gut of the host)에서 많은 대사산물 (Many metabolites)이 강화되어 AMPK 활성화를 포함한 신진대사(metabolisms)를 강화한다. 대사산물 중 일부는 건강에 유익하며 일반적으로 숙주의 대사(metabolisms of the hosts)에 도움이 된다. 이러한 대사산물 중 하나는 5-옥소프롤린(5-oxoproline) 또는 피로크루탐산으로도 알려져있다. 5-옥소프롤린은 다양한 펩티드(peptides)에서 효소가수분해(enzymatic hydrolysis)를 통해 생성된다. 프로테렐린(protirelin)으로 알려진 갑상선 자극 방출 호르몬(Thyrotropin-releasing hormone, TRH)은 5-옥소프롤린, 히스티딘, 프롤린으로 구성된 트리펩티드(tripeptide)이며, 이는 척수소뇌성 실조증(spinocerebellar ataxia)의 의학적 치료에 이용된다. 5-옥소프롤린은 연령 관련 기억력 저하(age-related memory decline)의 영향을 받는 피험자들의 언어기억기능(verbal memory functions)을 향상시키는 것으로 나타났다. 또한, 5-옥소프롤린은 알츠하이머병 및 가족성 치매(familial dementia)에서 축척되는 펩티드를 포함하는 신경 펩티드(neuronal peptides) 및 호르몬에서 N-말단 변형(N-terminal modification)으로 발견된다. 그러므로, 5-옥소프롤린은 노화방지효과(anti-aging effects)에 있어서 잠재력을 가지고 있다. 다른 중요한 장 대사산물은 비타민 C (Vitamin C)의 생합성(biosynthesis)을 위한 전구체(precursor)인 아스코브산(ascorbic acid)이다. 비타민 C는 피부수준(cutaneous level)에 존재하는 천연 황산화제(natural antioxidant)로서 특정 항산화(certain antioxidant), 항 염증(anti-inflammatory), 광보호특성(photoprotective properties)을 나타내며 콜라겐 합성(collagen synthesis)의 생체자극제(biostimulator)로 알려져 있다. 따라서, 아스코브산은 신진대사와 피부 건강(skin health)을 향상시키는 잠재력을 가진다.When ingesting probiotics, many metabolites in the gut of the host are strengthened, enhancing metabolisms, including AMPK activation. Some of the metabolites are beneficial for health and are generally beneficial for metabolisms of the hosts. One of these metabolites is also known as 5-oxoproline or pyrocratamic acid. 5-oxoproline is produced through enzymatic hydrolysis in a variety of peptides. Thyrotropin-releasing hormone (TRH), known as protirelin, is a tripeptide consisting of 5-oxoproline, histidine, and proline, which is a medical treatment for spinocerebellar ataxia. It is used for 5-oxoproline has been shown to improve verbal memory functions in subjects affected by age-related memory decline. In addition, 5-oxoproline is found as an N-terminal modification in hormones and neuronal peptides, including peptides accumulated in Alzheimer's disease and familial dementia. Therefore, 5-oxoproline has the potential for anti-aging effects. Another important intestinal metabolite is ascorbic acid, a precursor for the biosynthesis of vitamin C. Vitamin C is a natural antioxidant that exists at the cutaneous level and exhibits specific antioxidant, anti-inflammatory, and photoprotective properties, and collagen synthesis. It is known as a biostimulator. Thus, ascorbic acid has the potential to improve metabolism and skin health.

프로바이오틱스(Probiotics)는 또한 건강 잠재력(health potentials)이 큰 다양한 대사산물을 생산할 수 있다. 이러한 대사산물중 하나는 숙신산(succinic acid)이고 이 숙신산은 노화된 시상하부(aging hypothalamus)의 항상성을 유지하며 노화방지 효과를 가지고 있고, 성호르몬 대체요법없이 폐경기 증상(menopausal symptoms)을 반전시키며, 세포노화 및 전신노화(systemic aging)와 관련된 기능들의 점진적 손실(gradual loss)을 회복시키고, 피부노화의 치료에 대한 잠재력을 가진 항산화 특성(antioxidative properties)을 가지고 있고, 근육의 호흡과 산화(respiration/oxidation)에 있어서 중요한 역할을 하였다. 또한 숙신산은 장내 세균총(gut flora)의 조절에 사용되고, 뼈 구성(composition in bones)의 일부로 존재하는 것으로 밝혀졌다. 또 다른 대사산물은 페닌알라닌(phenylalanine)의 일부 프로바이오틱 균주에 의해 생성되는 벤즈알데히드(benzaldehyde)이다. 벤즈알데히드는 치즈와 같은 제품에 천연착항료(natural flavoring agent)로서 사용되며 식품, 음료, 제약, 향수, 비누 및 염료 산업에서 일반적으로 사용된다. 벤조알데히드는 항 종양(anti-tumors)및 항 바이러스(antiviral)와 같은 건강에 유익한 특성을 가지고 있다고 보고되었다. 벤조산(Benzoic acid)은 식품방부제(food preservative)로 널리 사용되는 진균제 화합물(fungistatic compound)이며 산딸리류 열매(berries), 과일 및 절인 식품(pickled foods)과 같은 많은 식물 공급원(many plant sources)에서 자발적으로 발생한다. 벤조산은 간에서 글리신(glycine)과 결합되어 히푸르산(hippuric acid)으로 배설될 수 있으며 일반적으로 진균성 피부질환(fungal skin diseases) 치료에 사용된다. 벤조산은 또한 국소소독제(topical antiseptics) 및 흡입 충혈완화제(inhalant decongestants)와 같은 의약품의 일반적인 화합물이기도 하다. 동물들 중에는 벤조산은 주로 내장과 뇌조(천둥새)의 근육과 같은 잡식성 동물(omnivorous animals)에 존재한다. 일부 락토바실러스는 히푸르산을 변형시켜 우유에서 벤조산을 생성할 수 있으므로, 벤조산은 일반적으로 요거트(yoghurt)에 존재한다. 벤조산은 칼숨(calcium)과 인(phosphorus)의 보유 증가와 함께 뼈에서 대퇴골 무게(femur weight), 염화물(chloride) 감소 및 마그네슘(magnesium) 증가에 도움이 되는 것으로 보고되고 있다.Probiotics can also produce a variety of metabolites with high health potentials. One of these metabolites is succinic acid, which maintains homeostasis of the aging hypothalamus, has an anti-aging effect, and reverses menopausal symptoms without sex hormone replacement therapy. It recovers the gradual loss of functions related to cell aging and systemic aging, has antioxidant properties with the potential for the treatment of skin aging, and has the respiration and oxidation of muscles. It played an important role in oxidation). It has also been found that succinic acid is used to regulate the gut flora and is present as part of the composition in bones. Another metabolite is benzaldehyde, which is produced by some probiotic strains of phenylalanine. Benzaldehyde is used as a natural flavoring agent in products such as cheese and is commonly used in the food, beverage, pharmaceutical, perfume, soap and dye industries. Benzoaldehyde has been reported to have beneficial properties for health such as anti-tumors and antiviral. Benzoic acid is a fungistatic compound widely used as a food preservative and is spontaneous from many plant sources such as berries, fruits and pickled foods. Occurs as. Benzoic acid can be combined with glycine in the liver and excreted as hippuric acid, and is generally used to treat fungal skin diseases. Benzoic acid is also a common compound in pharmaceuticals such as topical antiseptics and inhalant decongestants. Among animals, benzoic acid is mainly present in omnivorous animals such as the intestines and muscles of the grouse (thunderbird). Since some lactobacilli can modify hippuric acid to produce benzoic acid in milk, benzoic acid is usually present in yoghurt. Benzoic acid has been reported to be helpful in increasing the retention of calcium and phosphorus, reducing femur weight, chloride, and increasing magnesium in bone.

따라서, 상기 언급된 증상들을 개선하기 위해 특히 프로바이오틱 박테리아와 같은 해결책을 제공할 필요가 있다.Therefore, there is a need to provide solutions, especially probiotic bacteria, to improve the above-mentioned symptoms.

본 발명에서 해결하려는 과제는 안전하고 효과적인 방식으로 위에서 언급된 상태의 개선에 있어서 새로운 조성물 및 유용한 치료법을 제공하는 것이다.The problem to be solved in the present invention is to provide new compositions and useful treatments for the improvement of the above-mentioned conditions in a safe and effective manner.

과제의 해결 수단은 락토바실러스 퍼멘텀 DR9(Lactobacillus fermentum DR9)으로도 알려진 수탁번호 CGMCC 15536로 기탁된 프로바이오틱 박테리아 균주의 제공을 기반으로 한다. 본 발명은 상기 균주가 특히 후술하는 다양한 상태들과 질병들의 개선에 있어서 유용한 생체기능성과 연관이 있다는 것이 밝혀졌다.The solution to the problem is based on the provision of a probiotic bacterial strain deposited under the accession number CGMCC 15536, also known as Lactobacillus fermentum DR9. The present invention has been found to be associated with useful biofunctionality, particularly in the improvement of various conditions and diseases described below.

따라서, 본 발명의 첫번째 양상은 락토바실러스 퍼멘텀 균주 또는 이의 대사산물에 관한 것으로, 여기서 균주는 중국 미생물자원은행(China General Microbiological Culture Collection Centre, CGMCC)에 수탁번호 CGMCC 15536로 기탁되었고, 전체 게놈서열은 유전자은행(GenBank)에 수탁번호 CP03371로 기탁되어있으며, 대사산물은 숙신산(succinic acid), 벤즈알데히드(benzaldehyde), 그리고 벤조산(benzoic acid)을 포함한다.Accordingly, the first aspect of the present invention relates to a Lactobacillus fermentum strain or a metabolite thereof, wherein the strain was deposited with the China General Microbiological Culture Collection Center (CGMCC) under the accession number CGMCC 15536, and the whole genome sequence Is deposited in GenBank under accession number CP03371, and its metabolites include succinic acid, benzaldehyde, and benzoic acid.

본 발명의 다른 양상은 치료 또는 의약품으로 사용하기 위한 락토바실러스 퍼멘텀 균주 또는 이의 대사산물에 관한 것이다. 이러한 양상은 선택적으로, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 또는 이의 대사산물의 유효양을 필요에 따라 투여함으로써 프로바이오틱 치료의 방법으로 표현되어질 수 있다. 여기서 사용되는 “프로바이오틱”이라는 용어는 적정량을 투여 했을때, 숙주에게 건강상의 이점을 부여하는 살아있는 미생물을 지칭한다.Another aspect of the present invention is Lactobacillus fermentum for use as a therapeutic or pharmaceutical It relates to a strain or a metabolite thereof. Optionally, this aspect is Lactobacillus Fermentum. It can be expressed as a method of probiotic treatment by administering an effective amount of DR9 or its metabolite as needed. The term “probiotic” as used herein refers to a living microorganism that, when administered in an appropriate amount, provides a health benefit to the host.

본 발명의 또 다른 양상은 노화징후(ageing signs)를 늦추는데 사용되기 위한 균주 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 또는 이의 대사산물에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is a strain Lactobacillus fermentum for use in slowing aging signs. DR9 or its metabolites.

본 발명의 또 다른 양상은 근육 및 뼈 퇴행(muscle and bone degeneration)의 예방 및 치료(prevention and treatment)에 사용되기 위한 균주 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 또는 이의 대사산물에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is the strain Lactobacillus fermentum for use in the prevention and treatment of muscle and bone degeneration. DR9 or its metabolites.

또 다른 양상으로는, 본 발명은 노화에 맞서 에너지 대사(energy metabolisms) 향상과 텔로미어 단축(telomere shortening) 예방을 통해 노화를 늦추는데 사용되기 위한 균주 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 또는 이의 대사산물에 관한 것이다.In another aspect, the present invention is a strain Lactobacillus fermentum for use in slowing aging by improving energy metabolism and preventing telomere shortening against aging. DR9 or its metabolites.

본 발명의 또 다른 양상은 중성지방 수치(triglycerides level), 염증(inflammation) 및 지질 축적(accumulation of lipids)의 증가를 방지하여 고지혈증(hyperlipidaemia) 및 간지질 축적(hepatic lipid accumulation)의 예방 및 치료에 사용되기 위한 균주 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 또는 이의 대사산물에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is to prevent and treat hyperlipidaemia and hepatic lipid accumulation by preventing an increase in triglycerides level, inflammation, and accumulation of lipids. Strain Lactobacillus Fermentum for Use DR9 or its metabolites.

본 발명의 또 다른 양상은 콜레스테롤(cholesterol) 감소와 심혈관계 질환(cardiovascular diseases)의 예방 및 치료에 사용되기 위한 균주 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 또는 이의 대사산물에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is a strain Lactobacillus fermentum for use in the prevention and treatment of cholesterol reduction and cardiovascular diseases. DR9 or its metabolites.

또 다른 양상으로는, 본 발명은 장내 세균 집단과 대사산물 농도의 불균형에 대한 장 조절(gut modulation)을 위한 프로바이오틱으로서 균주 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 또는 이의 대사산물의 사용에 관한 것이다. 이의 장 대사산물(gut metabolites)은 아스코브산 (ascorbic acid)과 5-옥소프롤린(5-oxoproline)으로 구성된다.In another aspect, the present invention is a strain Lactobacillus fermentum as a probiotic for gut modulation for imbalance of intestinal bacterial population and metabolite concentration. It relates to the use of DR9 or its metabolites. Its gut metabolites consist of ascorbic acid and 5-oxoproline.

본 발명의 또 다른 양상은 피부 퇴화(skin degeneration)의 예방 및 치료에 사용되기 위한 균주 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 또는 이의 대사산물에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is the strain Lactobacillus fermentum for use in the prevention and treatment of skin degeneration. DR9 or its metabolites.

또 다른 양상으로는, 본 발명은 불안(anxiety) 및 알츠하이머병(Alzheimer's Disease)의 치료 및 예방에 있어서 프로바이오틱으로서 사용되기 위한 균주 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 또는 이의 대사산물에 관한 것이다.In another aspect, the present invention provides a strain Lactobacillus fermentum for use as a probiotic in the treatment and prevention of anxiety and Alzheimer's Disease. DR9 or its metabolites.

락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 위에서 기술된 모든 장점들과 의학적 활용을 가진다는 점을 주목해야 되는 반면, 이 외의 다른 경우에는 균주를 각각의 의학적 활용때마다 사용하여야 한다.Lactobacillus Fermentum It should be noted that DR9 has all the advantages and medical applications described above, whereas in other cases the strain should be used for each medical application.

본 발명의 또 다른 양상은, 균주 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 및 균주의 대사산물을 구성하는 조성물에 관한 것으로, 여기서 균주는 동결 건조되고, 조성물에서 104-1012cfu/g의 양을 가지며, 대사산물은 숙신산, 벤즈알데히드, 그리고 벤조산을 포함한다.Another aspect of the present invention relates to a composition constituting the strain Lactobacillus fermentum DR9 and metabolites of the strain, wherein the strain is lyophilized and has an amount of 10 4 -10 12 cfu / g in the composition, and metabolism Products include succinic acid, benzaldehyde, and benzoic acid.

위에서 언급된 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 및 이의 대사산물의 의학적 사용은 식품보조제(food supplement), 의약품, 유아용 분유(infant formula), 식용제품(edible product)을 생산하기 위해 균주 또는 이의 대사산물의 사용으로 선택적으로 나타날 수 있다. 또한, 이는 상기 언급된 증상들의 치료 및 예방을 위한 방법으로도 나타날 수 있고, 균주 및 이의 대사산물의 유효량을 필요로 하는 실험대상에 투여하는 것을 포함한다. 실험대상은 주로 포유동물(mammal)이고 특히 인간(human)이 대상이 된다.Lactobacillus fermentum mentioned above The medical use of DR9 and its metabolites may be selectively manifested by the use of strains or metabolites thereof to produce food supplements, pharmaceuticals, infant formulas, and edible products. In addition, it may appear as a method for the treatment and prevention of the above-mentioned symptoms, and includes administration to an experimental subject in need of an effective amount of the strain and its metabolite. The test subjects are mainly mammals, especially humans.

본 명세서에서 사용되는 균주를 지칭할 ?, 용어 “유효량(effective amount)”은 타당한 의학적 판단의 범위 내에서 조성물내 균주가 긍정적인 방향으로 증상들을 치료하기에 충분하면서, 심각한 부작용을 피할 수 있을 정도의 충분히 낮은 집락형성단위(colony forming units, cfu)의 양을 나타낸다.When referring to the strain used in the present specification, the term “effective amount” means that the strain in the composition is sufficient to treat symptoms in a positive direction within the scope of a valid medical judgment, while avoiding serious side effects. Represents a sufficiently low amount of colony forming units (cfu).

본 발명의 양상과 청구항에서 사용된 용어들은 널리 이해되며, 본 설명에서 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 균주의 일반적인 의미는 “DR9”으로 간략히 언급된다.Terms used in the aspects and claims of the present invention are widely understood, and in this description, Lactobacillus fermentum The general meaning of the DR9 strain is briefly referred to as “DR9”.

발명을 쉽게 이해하기 위한 목적으로, 다음의 상세한 설명, 본 발명, 그리고 이의 구성 및 작용들을 고려할 때 검토를 통하여 특정 실시예들을 첨부된 도면에 도시하였고, 이들의 이점들은 즉각적으로 이해되고 인식될 수 있다.
도 1a 및 1b는 유산균(lactic acid bacteria, LAB)의 다양한 균주들의 (A) 아데노신 모노 포스페이트 활성화 단백질 키나아제 (AMPK) 활성화 및 (B)무세포 상층액과 AMPK 억제제 존재 하의 AMPK 활성화의 백분율(percentage)을 비교하여 도시하였다.
도 2a 및 2b는 인간 골율종(human bone osteosarcoma, U2OS), 마우스 근육(mouse muscle, C2C12), 인간 신경모세포종(human neuroblastoma, SH-SY5Y), 인간의 난소(human ovary, OVCAR3), 인간의 각질형성세포(human keratinocytes, HaCaT), 인간의 전립선(human prostate, DU145), 인간 결장직장(human colorectal, CaCo-2)등을 포함하여 세포주(cell lines)에서 AMPK 인산화(AMPK phosphorylation)를 비교하여 도시하였고, 이들은 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 무세포상층액(cell-free supernatant)과 발효되지 않은 MRS 배지(MRS) broth)에서 24시간 동안 처리되었다. 5-아미노이미다졸-4-카복사마이드 리보뉴클레오타이드(5-Aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide, AICAR)와 화합물 C(compound C)는 각각 양성및 음성 대조군 (positive and negative control)으로 사용되었다.
도 3a, 3b 및 3c. (A) 혈액의 텔로미어 길이 측정. (B) 12간의 투여후 쥐들의 혈청 말론디알데히드(malondialdehyde, MDA) 농도. (C) 노화가 유도된 쥐에 대한 경사도에서의 운동부하검사(Treadmill exhaustion test) 성능평가(거리, 시간, 속도, 일, 파워). (D) 뼈(경골)와 근육(가자미근 및 비복근)에서의 p53 유전자 발현. p53 유전자 발현은 실시간 중합효소연쇄반응(qPCR)을 통해 결정되었다. 어린쥐: 매일 0.9% 식염수를 피하주사를 통해 주입받고 투약받지 않은 쥐 (n=6); 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약받은 노화된 쥐 (매일 600 mg/kg의 D-갈락토오스를 피하주사를 통해 주입하고, 매일 1 x 1010 CFU의 DR9을 투약, n=6); 메트포민(metformin)을 투약받은 노화된 쥐 (매일 600 mg/kg의 D-갈락토오스를 피하주사를 통해 주입하고, 매일 300 mg/kg의 메타포민을 투약, n=6); 스타틴 투약받은 노화된 쥐 (D-갈락토오스를 통해 노화가 유도되고, 매일 2 mg/kg의 로바스타틴 투약). 결과는 평균; 오차막대 (표준오차, SEM); n=6으로서 표현되었다. 통계 분석은 독립표본 t검정(independent t-tests)을 통해 수행되었다.
도 4a, 4b, 4b 및 4d. (A) 12주간의 투여 후 쥐들의 오른쪽 뒷다리(right hind leg)에서 분리된 비복근(왼쪽)과 경골(오른쪽) 샘플의 수퍼옥사이드 디스뮤타제 (superoxide dismutase, SOD)와 황산화 유전자의 mRNA 발현 수치. (B) AMP 활성화 단백질 키나아제(AMPKα2) 서브유닛의 mRNA발현. (C) 비복근 근육 (gastrocnemius muscle)으로 부터 근형성(myogenesis)과 관련된 유전자 IGF-1 및 MyoD의 mRNA 발현. (D) 경골(tibia)에서 파골세포형성(Osteoclastoge-nesis)과 관련된 TNF-알파, IL-6, TRAP의 mRNA 발현. (E) 12주간의 투여 후 쥐들로 부터 분리한 비복근내 IFN-γ 및 경골 IL-1β의 수치. 어린 쥐: 매일 0.9% 식염수를 피하주사를 통해 주입받고 투약받지 않은 쥐 (n=6); 매일 600 mg/kg의 D-갈락토오스를 피하주사를 통해 노화된 쥐, Aged-DR9: 매일 1 x 1010 CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약 받는 노화된 쥐, n=6. Aged-metformin: 매일 300 mg/kg의 메타포민을 투약한 노화된 쥐, n=6. 결과는 평균±표준오차(S.E.M)로 표현되었다. 통계 분석은 독립표본 t검정(independent t-tests)을 통해 수행되었다.
도 5a 및 5b. 12주간의 투약후 쥐들의 왼쪽 뒷다리의 비복근 근육섹션 (gastrocnemius muscle sections)의 헤마톡실린 및 에오신(Hematoxylin and eosin, H&E) 염색(배율, x10). (a) 어린쥐: 매일 0.9% 식염수를 피하주사를 통해 주입받은 투약받지 않은 쥐(n=6). (b) 매일 600mg/kg의 D-갈락토오스의 피하주사를 통해 노화된 쥐(n=6). (c) Aged-DR9: Aged-DR9: 매일 1 x 1010 CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약 받는 노화된 쥐(n=6). (d) Aged-metformin: 매일 300 mg/kg의 메타포민을 투약한 노화된 쥐(n=6). (e) 12주 투약후 쥐들의 왼쪽 뒷다리에서 비복근 근육 섹션의 근핵수(Myonuclei count). 결과는 평균±표준오차(S.E.M)로 표현되었다. 통계 분석은 독립표본 t검정(independent t-tests)을 통해 수행되었다.
도 6. 12주간의 투약후 쥐들의 왼쪽 뒷다리에서 탈회된 근위 경골 섹션의 헤마톡실린 및 에오신(Hematoxylin and eosin, H&E) 염색(배율, x4). (a) 어린쥐: 매일 0.9% 식염수를 피하주사를 통해 주입받은 투약받지 않은 쥐(n=6). (b) 매일 600mg/kg의 D-갈락토오스의 피하주사를 통해 노화된 쥐(n=6). (c) Aged-DR9: Aged-DR9: 매일 1 x 1010 CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약받는 노화된 쥐(n=6). (d) Aged-metformin: 매일 300 mg/kg의 메타포민을 투약받는 노화된 쥐(n=6). 검은색 화살표는 뼈의 성장판(physis & growth plate)을 나타낸다.
도 7a, 7b 및 7c. (A) 박테리아 문(bacterial phylum)의 분포 프로파일(Distribution profile), (B) 후벽균/의간균 비율(Firmicutes/ Bacteroidetes ratio)의 상대 풍부도(relative abundance), (C) 12주간의 노화 유도시에 쥐 배설물에서 결정된 블라우티아(Blautia), 의간균(Bacteriodetes), 락토바실러스 속(Lactobacillus genus). 어린 쥐: 매일 0.9% 식염수를 피하주사를 통해 주입받은 투약 받지 않은 쥐(n=6); 매일 600 mg/kg의 D-갈락토오스를 피하주사를 통해 노화된 쥐, Aged-DR9: 매일 1 x 1010 CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약받는 노화된 쥐, n=6. Aged-metformin: 매일 300 mg/kg의 메타포민을 투약받는 노화된 쥐. 결과는 평균±표준오차(S.E.M)로 표현되었다. 통계 분석은 독립표본 t검정 (independent t-tests)을 통해 수행되었다.
도 8a 및 8b. 희박부분최소제곱판별분석(Sparse partial least square discriminant analysis, sPLS-DA) 점수 도표: (A) 단쇄지방산(short chain fatty acids), (B) 수용성 대사산물(metabolites), (C) 12주간 노화 유도후 쥐들의 배설물로부터 나온 5-옥소프롤린(5-oxoproline). 대사산물은 GC-MS를 사용하여 검출 및 분석되었다. (D) 다중플렉스 ELISA를 사용하여 쥐들의 원위부 결장(distal colon)에서 검출되고 브래드포드 정량법(Bradford method)을 통해 측정된 단백질 함량으로 정규화된 인터페론-감마(interferon gamma, IFN-γ) 및 종양 괴사인자-알파 (tumour necrosis factor alpha, TNF-α)의 사이토가인 수치(Cytokines level). 어린쥐: 매일 0.9% 식염수를 피하주사를 통해 주입받은 투약 받지 않은 쥐(n=6); 매일 600 mg/kg의 D-갈락토오스를 피하주사를 통해 노화된 쥐(n=6), Aged-DR9: 매일 1 x 1010 CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약 받는 노화된 쥐(n=6). Aged-metformin: 매일 300 mg/kg의 메타포민을 투약받는 노화된 쥐(n=6).
도 9a 및 9b. (A) 배설물 샘플내 블라우티아(Blautia)의 상대 풍부도. (B) 12주간의 투약후 후벽균 문(phylum Firmicutes)의 속 분포(genus distribution)의 배설물 미생물 분석(fecal microbiota analysis). 어린 쥐: 매일 0.9% 식염수를 피하주사를 통해 주입받은 투약받지 않은 쥐(n=6); 매일 600 mg/kg의 D-갈락토오스를 피하주사를 통해 노화된 쥐(n=6), Aged-DR9: 매일 1 x 1010 CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약 받는 노화된 쥐(n=6). Aged-statin: 매일 2 mg/kg의 로바스타틴을 투약받는 노화된 쥐(n=6).
도 10a 및 10b. 12주간의 투약후 쥐들의 배설물 샘플내 단쇄 지방산 프로파일(short-chain fatty acid profiles) 분석. a) 2와 -2 사이의 상대적인 수치로 정규화된 히트맵. 빨간색은 높은 농도를 나타내고, 파란색은 낮은 농도를 나타낸다. (b) 아세테이트의 절대농도(Absolute concentration of acetate), (c) 프로피오네이트의 절대농도(Absolute concentration of propionate). Young-ND: 정상식단(normal diet); young-HFD: 고지방식단(high-fat diet); aged-ND: 정상식단과 함께 D-갈락토오스를 통해 노화가 유도; aged-HFD: 고지방 식단과 함께 D-갈락토오스를 통해 노화가 유도; aged-HFD-Statin: 고지방 식단과 함께 D-갈락토오스를 통해 노화가 유도되고 매일 2mg/kg의 로바스타틴 투여; aged-HFD-DR9: 고지방 식단과 함께 D-갈락토오스를 통해 노화가 유도되고 매일 1010 CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 투여. 결과는 평균, 오차막대(표준오차, SEM); n=6으로서 표현되었다. 통계 분석은 독립표본 t검정(independent t-tests)을 통해 수행되었다.
도 11a 및 11b. (A) SCD1의 mRNA 유전자 발현, (B) IL-6의 mRNA 유전자 발현, (C) 12주간 매일 600mg/kg의 D-갈락토오스 섭취를 통해 노화가 유도된 쥐의 간내 ABCG5의 mRNA 유전자 발현. (D) 혈청 생화학적 매개변수(Serum biochemical parameters). ND(정상식단), HFD(고지방식단), HFD-statin(고지방 식단과 매일 2mg/kg의 로바스타틴 투약), HFD-DR9 (고지방 식단과 매일 1010 CFU 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 투약), aged metformin(매일 300mg/kg 매타포민 투약); n=6. 통계 분석은 독립표본 t검정(independent t-tests)을 통해 수행되었다.
도 12a 및 12b. (A) AMPKα1의 상대적 유전자 발현, (B) 간내 사이토카인 (인터루킨-4(interleukin-4, IL-4), 인터루킨-10(interleukin-10, IL-10)) 수치, (C) 12주간 매일 600mg/kg의 D-갈락토오스를 통해 노화가 유도된 쥐들의 간부분의 헤마톡실린 및 에오신 염색(H&E staining). ND(정상식단), HFD(고지방식단), HFD-statin(고지방 식단과 매일 2mg/kg의 로바스타틴 투약), HFD-DR9(고지방 식단과 매일 1010 CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 투약), (C)에서, (a) 정상식단, (b) 고지방식단, (c) 고지방식단-스타틴, (d) 고지방식단-DR9. 결과는 평균, 오차막대 (표준오차, SEM); n=6으로서 표현되었다. 통계 분석은 독립표본 t검정(independent t-tests)을 통해 수행되었다.
도 13a 및 13b. (A) 피부탄력(Skin elasticity), 12주간의 투약후 쥐 피부의 (B) 사이클린-D1(cyclin-D1), (C) FAS, (D) SOD의 mRNA 유전자 발현. 어린쥐: 매일 0.9% 식염수를 피하주사를 통해 주입받은 투약 받지 않은 쥐(n=6); 매일 600 mg/kg의 D-갈락토오스를 피하주사를 통해 노화된 쥐(n=6), Aged-DR9: 매일 1 x 1010 CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약 받는 노화된 쥐(n=6). Aged-metformin: 매일 300 mg/kg의 메타포민을 투약받는 노화된 쥐(n=6). 결과는 평균, 오차막대(표준오차, SEM); n=6으로서 표현되었다. 통계 분석은 독립표본 t검정(independent t-tests)을 통해 수행되었다.
도 14a 및 14b. (A) 오픈 필드 테스트(open field test)를 통한 불안 평가(Anxiety assessment). Young(대조군), Old(D-갈락토오스를 통한 노화유도), Old-statin(D-갈락토오스를 통한 노화유도와 매일 2mg/kg의 로바스타틴 투약), Old-DR9(D-갈락토오스를 통한 노화유도와 매일 10 log CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 투약. 결과는 평균, 오차막대(표준오차, SEM); n=6으로서 표현되었다. 통계 분석은 독립표본 t검정(independent t-tests)을 통해 수행되었다. 잘 형성된 육각형 낱눈(hexagonal ommatidia)과 곧은 강모(straight bristles)를 나타내는 노랑초파리(Drosophila melanogaster)의 눈은 GMR-OreR부터 (B) 250배의 배율에서, (C) 350배의 배율로 관찰된 반면, 구멍을 가진 거친 눈의 형태(rough eye phenotype)는 형질 전환 노랑 초파리 Aβ-42(GMR-Aβ42)로부터 (D) 250배의 배율로 관찰되었고, (E) 350배의 배율로 관찰되었다. 잘 형성된 눈 모양(A well-formed eye shape)과 덜 손상된 육각형 낱눈은 100 μL 1 x 10 11 CFU/mL의 락토바실러스 퍼멘텀 균주 DR9을 섭취한 GMR-Aβ42.DR9부터 (F) 250배의 배율로 (G) 350배의 배율로 관찰되었다.
도 15a 및 15b. (A) ADP-GLO Kinase Assay를 이용한 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 무세포 상층액(cell free supernatant, CFS), 세포내 추출물(intracellular extracts, IE), 세포벽 파편(cell wall debris)의 AMP-키나아제 활성도(AMP-kinase activation). 수치는 ATP-ADP 변환과 관련하여 AMPK의 활성도를 백분율로 나타내었다. n=6. (B) 조기 노화 유발 U2OS세포(premature-senescence-induced U2OS cells)에 대한 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 무세포 상층액으로 부터 추출된 지질 분획에 의한 AMPK 활성도. AICAR(2mM)및 Dorsomorphin C(20μM)는 양성 및 음성 대조군으로 각각 사용되었다. 오차막대는 평균의 표준 오차를 나타낸다. n=3. 평균은 상당히 다양하다 (p<0.05). a-d통계적 분석은 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 사용하여 수행되었다. (C) 락토바실러스 퍼멘텀 DR9(위) 및 미발효 MRS 배지(아래)로부터 생산된 무세포 상층액 분획의 가스 크로마토그래피-질량분석기 (GC-MS) 색층렬. 피크1: 부탄이산(butanedioic acid)(숙신산), 피크2: 벤조알데히드 (benzaldehyde), 피크3: 알려지지 않음, 피크4: 벤조산(benzoic acid).
도 16. 12주간의 투약후 쥐들의 배설물 샘플에서 추출된 대사산물 5-옥소프롤린(5-oxoproline) 및 아스코브산(ascorbic acid)의 장 농도(Gut concentrations). 어린쥐: 매일 0.9% 식염수를 피하주사를 통해 주입받은 투약받지 않은 쥐(n=6); 매일 600 mg/kg의 D-갈락토오스를 피하주사를 통해 노화된 쥐(n=6), Aged-DR9: 매일 1 x 1010 CFU의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약 받는 노화된 쥐(n=6). Aged-metformin: 매일 300 mg/kg의 메타포민을 투약받는 노화된 쥐(n=6). 결과는 평균±표준오차(S.E.M)로 표현되었다. 통계 분석은 독립표본 t검정 (independent t-tests)을 통해 수행되었다.
For the purpose of easy understanding of the invention, specific embodiments are shown in the accompanying drawings through review when considering the following detailed description, the invention, and its configuration and operation, and their advantages can be immediately understood and recognized. have.
Figures 1a and 1b are the percentage of (A) adenosine monophosphate activated protein kinase (AMPK) activation and (B) AMPK activation in the presence of cell-free supernatant and AMPK inhibitors of various strains of lactic acid bacteria (LAB). It is shown in comparison.
2A and 2B are human bone osteosarcoma (U2OS), mouse muscle (C2C12), human neuroblastoma (SH-SY5Y), human ovary (OVCAR3), human keratin Comparison of AMPK phosphorylation in cell lines including human keratinocytes (HaCaT), human prostate (DU145), human colorectal (CaCo-2), etc. And these are Lactobacillus Fermentum DR9 was treated in a cell-free supernatant and non-fermented MRS medium (MRS) broth for 24 hours. 5-Aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide (AICAR) and compound C (compound C) were used as positive and negative controls, respectively.
Figures 3a, 3b and 3c . (A) Measurement of telomere length in blood. (B) Serum malondialdehyde (MDA) concentration in rats after 12 hours of administration. (C) Performance evaluation (distance, time, speed, work, power) of the treadmill exhaustion test at an incline for aging-induced rats. (D) Expression of p53 gene in bone (tibia) and muscles (soleus and gastrocnemius). The p53 gene expression was determined through real-time polymerase chain reaction (qPCR). Young rats: non-dose rats injected with 0.9% saline daily by subcutaneous injection (n=6); Aged rats receiving Lactobacillus fermentum DR9 (600 mg/kg of D-galactose daily, administered by subcutaneous injection, and daily 1×10 10 CFU of DR9, n=6); Aged rats receiving metformin (600 mg/kg of D-galactose daily, administered by subcutaneous injection, and 300 mg/kg of metaformin daily, n=6); Aged rats receiving statins (ageing is induced via D-galactose, daily doses of 2 mg/kg lovastatin). Results are average; Error bars (standard error, SEM); Expressed as n=6. Statistical analysis was performed through independent t-tests.
Figures 4a, 4b, 4b and 4d. (A) Superoxide dismutase (SOD) and sulfation gene mRNA expression levels of gastrocnemius (left) and tibia (right) samples isolated from the right hind leg of mice after 12 weeks of administration . (B) mRNA expression of AMP-activated protein kinase (AMPKα2) subunit. (C) mRNA expression of genes IGF-1 and MyoD related to myogenesis from gastrocnemius muscle. (D) mRNA expression of TNF-alpha, IL-6, and TRAP related to osteoclastoge-nesis in tibia. (E) Levels of IFN-γ and tibial IL-1β in gastrocnemius muscle isolated from mice after 12 weeks of administration. Young rats: non-dose rats injected daily with 0.9% saline by subcutaneous injection (n=6); Aged rats by subcutaneous injection of 600 mg/kg of D-galactose daily, Aged-DR9: aged rats receiving daily 1 x 10 10 CFU of Lactobacillus fermentum DR9, n=6. Aged-metformin: aged rats dosed with 300 mg/kg of metaformin daily, n=6. Results were expressed as mean±standard error (SEM). Statistical analysis was performed through independent t-tests.
Figures 5a and 5b. Hematoxylin and eosin (H&E) staining (magnification, x10) of gastrocnemius muscle sections of the left hind limb of rats after 12 weeks of dosing. (a) Young rats: Non-dose rats that received 0.9% saline daily by subcutaneous injection (n=6). (b) Rats aged by subcutaneous injection of 600mg/kg of D-galactose daily (n=6). (c) Aged-DR9: Aged-DR9: aged rats receiving 1 x 10 10 CFU of Lactobacillus fermentum DR9 daily (n=6). (d) Aged-metformin: aged rats dosed with 300 mg/kg of metaformin daily (n=6). (e) Myonuclei count of the gastrocnemius muscle section in the left hind limb of rats after 12 weeks of dosing. Results were expressed as mean±standard error (SEM). Statistical analysis was performed through independent t-tests.
Fig. 6. Hematoxylin and eosin (H&E) staining (magnification, x4) of the proximal tibial section demineralized from the left hind limb of mice after 12 weeks of dosing. (a) Young rats: Non-dose rats that received 0.9% saline daily by subcutaneous injection (n=6). (b) Rats aged by subcutaneous injection of 600mg/kg of D-galactose daily (n=6). (c) Aged-DR9: Aged-DR9: aged rats receiving daily 1 x 10 10 CFU of Lactobacillus fermentum DR9 (n=6). (d) Aged-metformin: aged rats receiving 300 mg/kg of metaformin daily (n=6). The black arrows indicate the bone physis & growth plate.
Figures 7a, 7b and 7c. (A) Distribution profile of the bacterial phylum, (B) Relative abundance of the Firmicutes/Bacteroidetes ratio, (C) Induction of aging for 12 weeks Blautia, Bacteriodetes, Lactobacillus genus, determined from rat feces. Young rats: non-dose rats receiving daily subcutaneous injection of 0.9% saline (n=6); Aged rats by subcutaneous injection of 600 mg/kg of D-galactose daily, Aged-DR9: aged rats receiving daily 1 x 10 10 CFU of Lactobacillus fermentum DR9, n=6. Aged-metformin: aged rats receiving 300 mg/kg of metaformin daily. Results were expressed as mean±standard error (SEM). Statistical analysis was performed through independent t-tests.
8a and 8b. Sparse partial least square discriminant analysis (sPLS-DA) score plot: (A) short chain fatty acids, (B) soluble metabolites, (C) inducing aging for 12 weeks 5-oxoproline from rat feces afterwards. Metabolites were detected and analyzed using GC-MS. (D) Interferon-gamma (IFN-γ) and tumor necrosis detected in the distal colon of mice using multiplex ELISA and normalized to protein content measured by Bradford method. Cytokines levels of tumor necrosis factor alpha (TNF-α). Young rats: non-dose rats receiving daily subcutaneous injection of 0.9% saline (n=6); Aged rats (n=6) by subcutaneous injection of 600 mg/kg of D-galactose daily, Aged-DR9: aged rats receiving daily 1 x 10 10 CFU of Lactobacillus Permentum DR9 (n=6) . Aged-metformin: aged rats receiving 300 mg/kg of metaformin daily (n=6).
9a and 9b. (A) Relative abundance of Blautia in fecal samples. (B) Fecal microbiota analysis of genus distribution of phylum Firmicutes after 12 weeks of dosing. Young rats: non-dose rats receiving daily subcutaneous injection of 0.9% saline (n=6); Aged rats (n=6) by subcutaneous injection of 600 mg/kg of D-galactose daily, Aged-DR9: aged rats receiving daily 1 x 10 10 CFU of Lactobacillus Permentum DR9 (n=6) . Aged-statin: aged rats receiving 2 mg/kg of lovastatin daily (n=6).
10A and 10B. Analysis of short-chain fatty acid profiles in fecal samples of rats after 12 weeks of dosing. a) Heatmap normalized to a relative number between 2 and -2. Red indicates high concentration, blue indicates low concentration. (b) Absolute concentration of acetate, (c) Absolute concentration of propionate. Young-ND: normal diet; young-HFD: high-fat diet; aged-ND: aging is induced through D-galactose with a normal diet; aged-HFD: aging is induced through D-galactose along with a high fat diet; aged-HFD-Statin: aging is induced through D-galactose in conjunction with a high fat diet and administered daily at 2 mg/kg of lovastatin; aged-HFD-DR9: aging is induced via D-galactose with a high fat diet and administered 10 10 CFU of Lactobacillus Fermentum DR9 daily. Results are average, error bars (standard error, SEM); Expressed as n=6. Statistical analysis was performed through independent t-tests.
11A and 11B. (A) mRNA gene expression of SCD1, (B) mRNA gene expression of IL-6, (C) mRNA gene expression of ABCG5 in liver of mice induced aging through 600 mg/kg of D-galactose daily for 12 weeks. (D) Serum biochemical parameters. ND (normal diet), HFD (high fat diet), HFD-statin (high fat diet and 2 mg/kg daily lovastatin), HFD-DR9 (high fat diet and 10 10 CFU lactobacillus permentum DR9 daily), aged metformin ( 300 mg/kg methformin daily); n=6. Statistical analysis was performed through independent t-tests.
12A and 12B. (A) Relative gene expression of AMPKα1, (B) intrahepatic cytokines (interleukin-4 (IL-4), interleukin-10 (IL-10)) levels, (C) daily for 12 weeks Hematoxylin and eosin staining (H&E staining) of the liver of rats whose aging was induced through 600mg/kg of D-galactose. ND (normal diet), HFD (high fat diet), HFD-statin (high fat diet and 2 mg/kg of lovastatin daily), HFD-DR9 (high fat diet and 10 10 CFU of lactobacillus permentum DR9 daily), (C ), (a) normal diet, (b) high fat diet, (c) high fat diet-statin, (d) high fat diet-DR9. Results are average, error bars (standard error, SEM); Expressed as n=6. Statistical analysis was performed through independent t-tests.
13A and 13B. (A) Skin elasticity, (B) cyclin-D1, (C) FAS, (D) mRNA gene expression in rat skin after 12 weeks of administration. Young rats: non-dose rats receiving daily subcutaneous injection of 0.9% saline (n=6); Aged rats (n=6) by subcutaneous injection of 600 mg/kg of D-galactose daily, Aged-DR9: aged rats receiving daily 1 x 10 10 CFU of Lactobacillus Permentum DR9 (n=6) . Aged-metformin: aged rats receiving 300 mg/kg of metaformin daily (n=6). Results are average, error bars (standard error, SEM); Expressed as n=6. Statistical analysis was performed through independent t-tests.
14A and 14B. (A) Anxiety assessment through open field test. Young (control), Old (induction of aging through D-galactose), Old-statin (induction of aging through D-galactose and administration of 2mg/kg of lovastatin daily), Old-DR9 (induction of aging through D-galactose and daily) Lactobacillus fermentum DR9 dose of 10 log CFU. Results were expressed as mean, error bar (standard error, SEM); n=6. Statistical analysis was performed through independent t-tests. The eyes of Drosophila melanogaster showing formed hexagonal ommatidia and straight bristles were observed from GMR-OreR at (B) 250 times magnification and (C) 350 times magnification, while The rough eye phenotype with holes was observed at (D) 250 times magnification and (E) 350 times magnification from transgenic yellow Drosophila Aβ-42 (GMR-Aβ42). A well-formed eye shape and less damaged hexagonal eyes are from GMR-Aβ42.DR9 ingested 100 μL 1 x 10 11 CFU/mL of Lactobacillus fermentum strain DR9 (F) at a magnification of 250 times ((F) G) It was observed at 350 times magnification.
15A and 15B. (A) AMP-kinase activity of cell free supernatant (CFS), intracellular extracts (IE), cell wall debris of Lactobacillus fermentum DR9 using ADP-GLO Kinase Assay (AMP-kinase activation). Numerical values expressed the activity of AMPK in terms of ATP-ADP conversion as a percentage. n=6. (B) AMPK activity by lipid fraction extracted from cell-free supernatant of Lactobacillus fermentum DR9 against premature-senescence-induced U2OS cells. AICAR (2mM) and Dorsomorphin C (20 μM) were used as positive and negative controls, respectively. Error bars represent the standard error of the mean. n=3. Means vary considerably (p<0.05). ad statistical analysis was performed using one-way ANOVA. (C) Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) color stratification of cell-free supernatant fractions produced from Lactobacillus fermentum DR9 (top) and unfermented MRS medium (bottom). Peak 1: butanedioic acid (succinic acid), Peak 2: benzaldehyde, Peak 3: unknown, Peak 4: benzoic acid.
Fig. 16. Gut concentrations of metabolites 5-oxoproline and ascorbic acid extracted from fecal samples of rats after 12 weeks of dosing. Young rats: non-dose rats receiving daily subcutaneous injection of 0.9% saline (n=6); Aged rats (n=6) by subcutaneous injection of 600 mg/kg of D-galactose daily, Aged-DR9: aged rats receiving daily 1 x 10 10 CFU of Lactobacillus Permentum DR9 (n=6) . Aged-metformin: aged rats receiving 300 mg/kg of metaformin daily (n=6). Results were expressed as mean±standard error (SEM). Statistical analysis was performed through independent t-tests.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태Best mode for carrying out the invention

락토바실러스 퍼멘텀 DR9 균주는 페낭의 신선한 우유로부터 추출되었고, 말레이시아의 Clinical Nutrition Intl (M) Sdn. Bhd.사의 제공으로 획득하였다. 상기 균주는 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum)으로 확인되었고, 중국 북경시 서북천로 1번지, 중국 과학학술원 미생물 연구소에 위치한 중국 미생물자원은행(CGMCC)에 기탁되었다. 기탁된 균주는 수탁번호 CGMCC 15536를 부여받았고, 2018년 4월 2일에 기탁되었다. 또한, 동일한 신청인인 Clinical Nutrition Intl (M) Sdn. Bhd.사와 Lii Run Sdn. Bhd.사에 의해 기탁되어졌다. 기탁된 균주는 독자생존 가능하고 (viable), 기탁과 관련된 모든 기능들은 유지된다.The Lactobacillus fermentum DR9 strain was extracted from fresh milk from Penang, and Clinical Nutrition Intl (M) Sdn. It was obtained through the provision of Bhd. The strain was identified as Lactobacillus fermentum , and was deposited with the China Microbial Resource Bank (CGMCC) located at the Microbiological Research Institute of the Chinese Academy of Sciences, No. 1, Seobukcheon-ro, Beijing, China. The deposited strain was assigned the accession number CGMCC 15536, and was deposited on April 2, 2018. In addition, the same applicant, Clinical Nutrition Intl (M) Sdn. Bhd. and Lii Run Sdn. Deposited by Bhd. The deposited strain is viable and all functions related to the deposit are maintained.

종들의 식별은 16S rRNA 유전자 염기서열(gene sequencing)을 통해 확인되었다.Species were identified through 16S rRNA gene sequencing.

16s rRNA에 대한 정보는 다음과 같고 염기서열은 SEQ ID: NO:1 이다.:The information on the 16s rRNA is as follows and the nucleotide sequence is SEQ ID: NO:1.:

콘티그(Contig) 26 (1,1491)Contig 26 (1,1491)

콘티그 길이: 1491 basesContig Length: 1491 bases

평균 길이 / 염기서열 (Average Length/Sequence): 942 basesAverage Length/Sequence: 942 bases

총 염기서열 길이 (Total Sequence Length): 1884 basesTotal Sequence Length: 1884 bases

상위 가닥(Top Strand): 1개 염기서열Top Strand: 1 nucleotide sequence

하위 가닥(Bottom Strand): 1개 염기서열 Bottom Strand: 1 nucleotide sequence

총계: 2 염기서열Total: 2 bases

전체 게놈서열은 수탁번호 CP033371로 유전자 은행(GenBank)에 기탁되었다 (2018년 11월 4일). (개정내역 액세스: CP033371.1 2018년 11월 4일). The whole genome sequence was deposited with GenBank under accession number CP033371 (November 4, 2018). (Access to revision history: CP033371.1 November 4, 2018).

기탁된 균주를 초기 재료(starting material)로 사용함으로써, 통상의 기술자(the skilled person)는 본 문서에서 기술된 본 발명의 균주의 관련 특징 및 이점을 유지하거나 향상시키는 추가 변이체 또는 이의 돌연변이를 돌연변이 유발 또는 재분리 기술(re-isolation techniques)을 통해 획득할 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 문서에서 밝혀진 균주의 변형에 관한 것이다. 본 문서에서 사용되는 “변형(variant)”또는 “돌연변이(mutant)”의 용어는 기탁된 균주로부터 획득된 자연발생적 또는 특별히 개발된 균주를 지칭하며 주로 돌연변이(mutation)에 의해 기탁된 균주의 기능을 유지시킨다. 이러한 기능들은 실시예 부분에 기재된 방법을 사용하여 당업자에 의해 평가될 수 있다.By using the deposited strain as a starting material, the skilled person mutates additional variants or mutations thereof that maintain or enhance the relevant features and advantages of the strains of the invention described in this document. Alternatively, it can be obtained through re-isolation techniques. Accordingly, the present invention relates to the modification of the strains found in this document. As used herein, the term “variant” or “mutant” refers to a naturally occurring or specially developed strain obtained from the deposited strain, and mainly refers to the function of the deposited strain by mutation. Keep. These functions can be evaluated by a person skilled in the art using the methods described in the Examples section.

예를 들어, 본 명세서에서 고려되는 “변이”균주의 16S rRNA 유전자 또는 전체 게놈 염기서열(full genome sequence)은 16S rRNA 염기서열 SEQ ID NO: 1 또는 본 문서에서 밝혀진 균주의 CP033371 게놈 염기서열(genome sequence)과 약 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%의 염기서열 동일성(sequence)을 공유한다.For example, the 16S rRNA gene or full genome sequence of the “mutant” strain considered herein is the 16S rRNA sequence SEQ ID NO: 1 or the CP033371 genome sequence of the strain identified in this document. sequence) and about 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% base Share sequence identity.

하나의 특정 구체예에서, 돌연변이(mutants)는 재조합 DNA기술(recombinant DNA technology)을 사용하여 획득된다. 다른 실시예에서는, 돌연변이는 무작위 돌연변이 유발(random mutagenesis)에 의하여 획득된다. 그러므로, 본 발명의 다른 양상은 DR9 균주(DR9 strain)의 돌열변이를 획득하는 방법과 관련이 있으며, 여기서 획득방법은 기탁된 균주를 초기 재료(starting material)로 사용하거나 돌연변이 유발을 적용하는 것을 포함하며, 획득된 변이체 또는 돌연변이(variant or mutant)는 기탁된 균주의 생물학적 기능(biological functions)을 유지시키거나 향상시킨다.In one specific embodiment, mutants are obtained using recombinant DNA technology. In another embodiment, the mutation is obtained by random mutagenesis. Therefore, another aspect of the present invention relates to a method of obtaining a mutation of the DR9 strain, wherein the obtaining method includes using the deposited strain as a starting material or applying mutagenesis. And the obtained variant or mutant maintains or enhances the biological functions of the deposited strain.

특정 구체예에서, 균주는 인공배지(artificial medium)에서 발효되고 발효처리 후 후처리(post-treatment)에 보내져서 박테리아 세포를 수득하고 생성된 박테리아세포는 액체배지(liquid medium) 또는 고체배지(solid form)에 존재한다. 특히, 후처리는 액상배지(liquid medium)에서 건조(drying), 동결(freezing), 동결건조(freeze-drying), 유동층 건조(fluid bed-drying), 분무건조(spray-drying) 및 냉동 (refrigerating)으로 구성된 군(group)으로부터 선택되었고 더 자세하게는 동결건조(freeze-drying)가 선택되었다.In certain embodiments, the strain is fermented in an artificial medium and sent to post-treatment after fermentation to obtain bacterial cells, and the resulting bacterial cells are liquid medium or solid medium. form). In particular, the post-treatment is drying, freezing, freeze-drying, fluid bed-drying, spray-drying, and refrigerating in a liquid medium. ), and in more detail, freeze-drying was selected.

상기 균주는 적절한 인공배지(artificial medium) 내에서 적절한 조건하에 박테리아 배양(또는 발효)를 통해 생산되었다. 미생물에 대한 “인공배지(artificial medium)”라는 표현은 자연물질(natural substances)을 포함하는 배지(medium) 그리고 선택적으로는 혈청(serums)의 일부기능을 발현하는 폴리비닐알코오올 중합체(polymer polyvinyl alcohol)와 같은 합성화합물질(synthetic chemicals)을 의미한다. 일반적으로 적절한 인공배지는 박테리아 성장에 필요로 되는 탄소원 (예: 포도당), 질소원 (예: 아미노산 및 단백질), 물, 염 등을 포함하는 요소들을 내포하고 있는 영양배지(nutrient broths)를 의미한다. 성장배지(growth media)는 액체형태이거나 또는 고채배지를 얻기 위해 종종 한천(agar)또는 다른 겔화제(gelling agent)를 혼합하기도 한다. 균주는 단독으로 배양하여 순수배양(pure culture)을 형성하거나 또는 다양한 종류의 박테리아를 따로 배양한 다음 원하는 비율로 조합하여 다른미생물과 함께 혼합 배양되기도 한다. 배양후, 최종 제형(the final formulation)에 따라 정제된 박테리아(purified bacteria)로 사용되거나 또는 대안적으로, 적절한 후처리후에 박테리아 배양(bacterial culture) 또는 세포 현탁액(cell suspension)으로 사용될 수 있다. 본 설명에서, “바이오매스(biomass)”라는 용어는 배양(또는 배양에 대한 동의어로서 발효)를 통해 수득된 박테리아 균주 배양(bacterial strain culture)을 의미한다.The strain was produced through bacterial culture (or fermentation) in an appropriate artificial medium and under appropriate conditions. The expression “artificial medium” for microorganisms refers to a medium containing natural substances and optionally a polymer polyvinyl alcohol that expresses some functions of serums. It means synthetic chemicals such as ). In general, an appropriate artificial medium refers to nutrient broths containing elements including carbon sources (eg glucose), nitrogen sources (eg amino acids and proteins), water, salts, etc. required for bacterial growth. Growth media are either in liquid form or often mixed with agar or other gelling agents to obtain a solid medium. The strain may be cultured alone to form a pure culture, or various types of bacteria may be cultured separately and then combined in a desired ratio and mixed and cultured with other microorganisms. After cultivation, it can be used as purified bacteria according to the final formulation, or alternatively, it can be used as a bacterial culture or a cell suspension after appropriate post-treatment. In this description, the term “biomass” refers to a bacterial strain culture obtained through culture (or fermentation as a synonym for culture).

“후처리(post-treatment)”라는 용어는 본 발명의 맥락에서 저장가능한 박테리아 세포(storable bacterial cells)를 수득하는 목적으로 바이오매스에 수행되는 임의의 처리를 의미한다. 후처리의 목적은 바이오매스에서 세포의 대사활성(metabolic activity)을 감소시켜 세포손상반응 속도(rate of cellular deleterious reactions)를 늦추는 것이다. 후처리의 결과로서, 박테리아 세포는 고체 및 액체 형태를 포함한다. 고체 형태의 경우, 저장된 박테리아 세포는 분말 또는 과립일 수 있다. 어떤 경우든, 박테리아 세포(bacterial cells)를 포함하는 고체 및 액체 형태의 경우 자연에 존재하지 않고, 인공적인 후처리 과정의 결과이기 때문에 자연발생적이지 않다. 특정 실시예에서는, 후처리 과정(post-treatment processes)은 하나 또는 그 이상의 후처리제의 사용을 요구하기도 한다. 본 발명의 맥락에서, “후처리제(post-treatment agent)”라는 표현은 본 명세서에 기재된 후처리 과정을 수행하는데 사용된 화합물(compound)을 지칭한다. 후처리제 중에는 탈수제(dehydrating agents), 정균작용제(bacteriostatic agents), 동결 방지제(cryoprotective agents), 불활성 충전제 (또는 동결보호제라고 알려진), 담체물질(또는 심물질이라고 알려진) 등이 제약없이 단독 또는 조합된 것을 포함한다.The term “post-treatment” means any treatment carried out on a biomass for the purpose of obtaining storable bacterial cells in the context of the present invention. The purpose of post-treatment is to slow down the rate of cellular deleterious reactions by reducing the metabolic activity of cells in the biomass. As a result of work-up, bacterial cells contain both solid and liquid forms. In the case of solid form, the stored bacterial cells can be powder or granules. In any case, solid and liquid forms, including bacterial cells, are not naturally occurring because they do not exist in nature and are the result of an artificial post-treatment process. In certain embodiments, post-treatment processes may require the use of one or more post-treatment agents. In the context of the present invention, the expression “post-treatment agent” refers to the compound used to carry out the post-treatment process described herein. Among the post-treatment agents, dehydrating agents, bacteriostatic agents, cryoprotective agents, inert fillers (also known as cryoprotectants), carrier materials (also known as core substances), etc., can be used alone or in combination without restrictions. Includes that.

박테리아 세포의 대사 활성(metabolic activity)을 감소시키는 두가지 접근법이 있는데, 이 두 접근법은 후처리(post-treatment)를 사용하는 것이다. 첫번째 접근법은 모든 화학반응의 속도(rate of all chemical reactions)를 줄이는 것이며, 이는 냉장고, 기계식 냉동고, 그리고 액체질소 냉동고를 사용하여 냉장 및 냉동(refrigerating or freezing)을 통해 온도를 낮춤으로서 달성될 수 있다. 대안적으로는, 박테리아 세포의 성장을 억제하는 물질 즉, 정균작용제(약칭: Bastatic)를 추가하여 모든 화학반응의 속도를 감소시킬 수도 있다.There are two approaches to reducing the metabolic activity of bacterial cells, both of which use post-treatment. The first approach is to reduce the rate of all chemical reactions, which can be achieved by lowering the temperature through refrigerating or freezing using refrigerators, mechanical freezers, and liquid nitrogen freezers. . Alternatively, a substance that inhibits the growth of bacterial cells, i.e., a bacteriostatic agent (abbreviation: Bastatic) may be added to reduce the rate of all chemical reactions.

후처리(post-treatment)를 사용하는 두번째 접근법은 동결건조기(lyophilizer)를 사용하여 물의 승화(sublimation of water) 과정을 통해 바이오메스로부터 물을 제거하는 것이다. 바이오메스로 부터 물을 제거하는 적절한 기술들로는 건조(drying), 동결건조(freeze-drying), 분무건조(spray­drying) 또는 유동층건조(fluid bed-drying)가 있다. 고체형태를 만드는 후처리 과정은 건조(drying), 동결(freezing), 동결건조(freeze-drying), 유동층건조(fluid bed-drying) 또는 분무건조(spray­drying)가 있을 수 있다.A second approach using post-treatment is to remove water from the biomass through a sublimation of water process using a lyophilizer. Suitable techniques for removing water from biomass are drying, freeze-drying, spraydrying or fluid bed-drying. The post-treatment process to create a solid form may include drying, freezing, freeze-drying, fluid bed-drying, or spraydrying.

감압 하에서 승화(sublimation)를 통해 동결괸 박테리아 현탁액에서 물을 제거하는 것은 후처리에서 특히 동결건조(freeze-drying)이다. 이 과정은 세단계(three steps)로 이루어진다. 첫번? 단계에서는 제품을 사전동결(pre-freezing)하여 동결구조(frozen structure)를 형성하고, 두번? 단계에서는 1차 건조(primary drying)를 통해 대부분의 물을 제거하고, 마지막 단계에서 2차 건조(secondary drying)를 통해 결합수(bound water)를 제거한다. 동결건조된 세균(lyophilized bacterial cultures)의 배양의 제조 및 분리를 위한 산업공정의 객관적이고 예측되는 가변성(variability)으로 인하여, 동결보호제(lyoprotec-tant)로 알려진 일정량의 불활성 충전제(inert filler)를 일반적으로 포함시킨다. 그 역할은 제품에서 살아있는 프로바이오틱 박테리아(probiotic bacteria)의 함량을 표준화시키는 것이다. 상업적으로 이용가능한 동결건조 배양물 (lyophilized cultures)에서 다음과 같은 불활성 충전제(inert filler)가 사용된다: 수크로스(sucrose), 사카로스(saccharose), 유당(lactose), 트레할로스(trehalose), 포도당(glucose), 엿당(maltose), 말토덱스트린(maltodextrin), 옥수수전분(corn starch), 이눌린(inulin) 및 다른 약제학적으로 허용되는 비흡습 충전제(non­hygroscopic fillers). 선택적으로, 아스코브산(ascorbic acid)과 같은 다른 안정화제(stabilizing agents) 또는 동결방지제(freeze-protecting agents)도 동결건조(freeze­를 위해 쓰이는 점성 페이스트(viscous paste)를 형성하는데 사용된다. 어떠한 경우에서든, 이렇게 획득된 재료는 분말을 포함하여 적절한 크기로 분쇄될 수 있다.The removal of water from the lyophilized bacterial suspension via sublimation under reduced pressure is particularly freeze-drying in the post-treatment. This process consists of three steps. first? In the step, the product is pre-freezing to form a frozen structure, and twice? In the step, most of the water is removed through primary drying, and in the final step, the bound water is removed through secondary drying. Due to the objective and predicted variability of industrial processes for the manufacture and isolation of cultures of lyophilized bacterial cultures, a certain amount of inert fillers known as lyoprotec-tants are commonly used. Include as. Its role is to standardize the content of live probiotic bacteria in the product. The following inert fillers are used in commercially available lyophilized cultures: sucrose, saccharose, lactose, trehalose, glucose ( glucose, maltose, maltodextrin, corn starch, inulin and other pharmaceutically acceptable nonhygroscopic fillers. Optionally, other stabilizing agents such as ascorbic acid or freeze-protecting agents are also used to form a viscous paste used for freeze. Either in, the material thus obtained can be ground to any suitable size, including powder.

락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 의학적 활용Medical Use of Lactobacillus Fermentum DR9

락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 프로바이오틱스로 특히 유용하다는 장점이 있다. 프로바이오틱 박테리아(probiotic bacteria)는 적은 독성, 생존도, 접착력 그리고 유익한 효능과 관련된 여러 요구사항들을 충족시켜야 한다. 각각의 박테리아 균주의 특성은 고유하며 동일한 종의 다른 균주와 외삽될수 없다.Lactobacillus Fermentum DR9 has the advantage of being particularly useful as a probiotic. Probiotic bacteria must meet several requirements related to low toxicity, viability, adhesion and beneficial efficacy. The characteristics of each bacterial strain are unique and cannot be extrapolated from other strains of the same species.

실시예 부분의 실험을 통하여, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 균주기 건강에 유익한 다음과 같은 효능과 활용을 갖는다는 점은 타당하게 본 명세서에서 입증되었다: Through the experiment of the Example part, it has been reasonably demonstrated herein that Lactobacillus fermentum DR9 strain has the following efficacy and utilization beneficial to health:

1. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 AMPK 활성화, 텔로미어 단축 방지, 지질 과산화(lipid peroxidation) 감소 및 신체 지구력(physical endurance) 향상을 통해 노화징후를 늦출 수 있다(실시예 1 참조). 수명 연장을 매개하는 세포내 에너지 센서인 AMPK의 활성화에 대해 총 18개의 젖산균(lactic acid bacteria, LAB) 균주를 평가하였다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 무세포상층액(CFS)은 더 높은 AMPK 활성화를 나타내었고, 추가로 평가되었다. DR9에 의한 AMPK의 인산화는 AMPK-억제제(P<0.05)로 알려진 화합물-C와 비교하여 연구된 대부분의 세포주(cell lines)에서 분명하였다. D-갈락토오스를 통해 조기 노화가 유도된 Sprague-Dawley 쥐들을 이용한 연구에서, 12주간 매일 10 log CFU의 DR9을 투약한 쥐들은 처리되지 않은 대조군과 비교시 텔로미어 단축을 예방하였다. DR9은 간에서 AMPKα1의 유전자 발현을 증가시켜 처리되지 않은 대조군에 비해 활성화를 나타내었다. DR9은 처리되지 않은 대조군에 비해 혈중 지질 과산화(blood lipid peroxidation)를 낮추어 산화 스트레스(oxidative stress)를 감소시킴을 나타내었다. 운동부하검사(treadmill endurance test)에서, DR9을 섭취한 쥐들은 처리되지 않은 대조군에 비해 더 긴 달리기 시간과 더 높은 속력과 더 많은 일과 파워를 보여주며, 더 나은 신체 지구력을 나타내었다. DR9은 대조군에 비해 비복근과 경골에서 노화 생체지표(senescent biomarker)로 알려진 p53 유전자의 발현을 낮추었다.1. Lactobacillus fermentum DR9 can delay the signs of aging by activating AMPK, preventing telomere shortening, reducing lipid peroxidation, and improving physical endurance (see Example 1). A total of 18 lactic acid bacteria (LAB) strains were evaluated for the activation of AMPK, an intracellular energy sensor that mediates life extension. Cell-free supernatant (CFS) of Lactobacillus fermentum DR9 showed higher AMPK activation and was further evaluated. Phosphorylation of AMPK by DR9 was evident in most of the cell lines studied compared to Compound-C, known as an AMPK-inhibitor (P<0.05). In a study using Sprague-Dawley mice in which premature aging was induced through D-galactose, mice dosed with 10 log CFU of DR9 daily for 12 weeks prevented telomere shortening compared to the untreated control group. DR9 increased the gene expression of AMPKα1 in the liver, resulting in activation compared to the untreated control. DR9 was shown to reduce oxidative stress by lowering blood lipid peroxidation compared to the untreated control group. In the treadmill endurance test, mice fed DR9 showed longer running time, higher speed, more work and power, and better physical endurance compared to the untreated control group. DR9 lowered the expression of the p53 gene, known as a senescent biomarker, in the gastrocnemius and tibia compared to the control group.

따라서, 전술한 바와 같이, 본 발명의 양상은 AMPK 활성화, 텔로미어 단축 방지, 지질 과산화 감소 및 신체 지구력 향상을 통하여 노화징후를 늦추기 위해 사용하기 위한 락토바실러스 퍼멘텀 DR9과 이 대사산물에 관한 것이다. 노화 징후는 예를 들어, 감소된 에너지 대사가 이동성과 움직임(mobility and movements)에 장애를 유발하고, 혈장(plasma)의 산화(oxidation)가 면역(immunity) 장애를 유발하게 하는 것이다.Accordingly, as described above, an aspect of the present invention relates to Lactobacillus fermentum DR9 and its metabolites for use to slow down the signs of aging through AMPK activation, telomere shortening prevention, reduction of lipid peroxidation, and improvement of body endurance. Signs of aging are, for example, that reduced energy metabolism causes impairment of mobility and movements, and oxidation of plasma leads to impaired immunity.

락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 근육과 뼈의 퇴화를 예방하고 치료한다(실시예 2 참조). D-갈락토오스를 통해 노화가 유도된 쥐들의 비복근과 경골에 대하여 DR9의 노화방지 메커니즘이 평가되었다. DR9은 비처리된 노화된 쥐들과 비교시 비복근과 경골에서 SOD의 개선된 발현과 비복근에서 AMPKα2의 개선된 발현을 나타내었다. DR9은 대조군과 비교시 IGF-1의 mRNA 발현을 증가시킨 반면, MyoD의 발현은 감소시켰다. 또한 DR9은 노화된 쥐들과 비교시, 경골내 IL-6, TNF-α, TRAP의 발현을 감소시키고 비복근내 IL-1β 경골 및 IFN-sγ의 발현을 감소시켰다. DR9을 투약한 쥐들의 비복근 근육(Gastrocnemius muscles)은 처리되지 않은 노화 쥐에들에 비해 근섬유 (myofibers)의 조밀한 배열(denser arrangement)과 함께 더 많은 수의 근핵 (근육세포의 핵)을 가졌다. DR9을 투약한 쥐들의 경골은 얇은 망(thinner network)과 듬성 듬성한 배열을 가진 투약받지 않은 노화된 쥐들과 비교시 더 적은 골수 지방(marrow adiposity)과 함께 좀더 정돈되어 배열된 정상적인 골 섬유주(bone trabeculae)를 나타내었다.Lactobacillus fermentum DR9 prevents and treats muscle and bone degeneration (see Example 2). The anti-aging mechanism of DR9 was evaluated in the gastrocnemius and tibia of rats whose aging was induced through D-galactose. DR9 showed improved expression of SOD in gastrocnemius muscle and tibia and improved expression of AMPKα2 in gastrocnemius muscle when compared to untreated aged rats. DR9 increased the mRNA expression of IGF-1 compared to the control, whereas the expression of MyoD decreased. In addition, DR9 decreased the expression of IL-6, TNF-α, and TRAP in the tibia, and decreased the expression of IL-1β tibia and IFN-sγ in the gastrocnemius, compared with the aged mice. The gastrocnemius muscles of DR9-treated rats had a greater number of myocytes (nuclei of muscle cells) with a denser arrangement of myofibers compared to untreated aging rats. The tibia of the DR9-treated rats was a normal bone trabecular line with less bone marrow adiposity and a more ordered arrangement compared to the untreated aged rats with a thinner network and sparse arrangement. trabeculae).

그러므로, 전술한 바와 같이, 본 발명의 양상은 위축(atropy), 파골세포 형성(osteoclastogenesis), 염증(inflammation) 및 근핵(myonuclei)의 격감을 감소시키면서, 황산화 및 에너지 대사를 향상시켜 더나은 이동성(better mobility)과 신체 지구력(physical endurance)을 이끌어내어 근육과 뼈의 퇴화를 예방 및 치료하는 목적으로 사용하기 위한 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 또는 이의 대사산물에 관한 것이다.Therefore, as described above, the aspect of the present invention is to improve sulfation and energy metabolism while reducing atropy, osteoclastogenesis, inflammation and depletion of myonuclei. It relates to Lactobacillus fermentum DR9 or a metabolite thereof for use for the purpose of preventing and treating degeneration of muscles and bones by eliciting better mobility and physical endurance.

3. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 장내 세균집단(gut bacterial populations)의 불균형과 대사 산물 농도에 대한 장 조절(gut modulation)에 영향을 미친다(실시예 3 참조). 노화군(aging model)에서, 후벽균과 의간균의 비율(ratio of Firmicutes/Bacteroidetes)이 상당히 줄어든 반면, DR9의 투약은 문 수준(phylum level)에서 이 비율을 증가시켰다. 속 수준에 대한 연구에 따르면, DR9을 투약한 쥐들은 노화된 쥐들과 비교시 락토바실러스(Lactobacillus)와 블라우티아(Blautia)의 증식을 촉진시키는 반면, 박테로이드(Bacteroides)의 개체수를 감소시켰다. DR9을 투약한 쥐들의 배설물의 단쇄 지방산(short-chain fatty acid, SCFA) 및 수용성 대사산물(water soluble metabolite) 프로파일은 처리되지 않은 노화된 쥐들과 비교시 어린 쥐들의 프로파일과 좀 더 비슷하였다. 수용성 대사산물의 분석은 D-갈락토오스를 통한 노화 유도는 5-옥소프롤린 수치(5-oxoproline level) 감소와 같은 아미노산 대사(amino acids metabolism)에 큰 영향을 미치는 것으로 나타난 반면, DR9의 투약은 이러한 감소를 예방하였다. 또한 DR9은 처리되지 않은 노화된 쥐들과 비교시, 쥐들의 원위결장(distal colon)에서 인터페론 감마(interferon gamma, IFN-γ)및 종양 괴사인자 알파(tumour necrosis factor alpha, TNF-α)의 사이토카인 수치를 감소시켰다. HFD 군에서, 수컷 Sprague-Dawley 쥐들에게 고지방 식단을 제공하고, 12주동한 D-갈락토오스를 주입하여 노화를 유도하였다. DR9의 투약은 HFD-age 대조군과 비교시 블라우티아의 장 농도를 증가시켰다. 배설물내 수용성 대사산물의 분석 결과 DR9의 투약이 HFD-age 대조군과 비교하여 트립토판 (tryptophan), 류신(leucine), 티로신(tyrosine), 시스테인(cysteine), 메티오닌 (methionine), 발린(valine) 및 라이신(lysine)과 같은 아미노산 대사와 관련된 화합물의 배설물내 함량을 나타냈으며, 아세테이트(acetate)와 프로피오네이트(propionate) 같은 SCFA의 배설물내 높은 함량을 나타내었다.3. Lactobacillus fermentum DR9 affects imbalance of gut bacterial populations and gut modulation of metabolite concentration (see Example 3). In the aging model, the ratio of Firmicutes/Bacteroidetes decreased considerably, while administration of DR9 increased this ratio at the phylum level. Studies on genus levels showed that DR9-treated mice promoted the proliferation of Lactobacillus and Blautia, while reducing the number of Bacteroides compared to aged mice. The profiles of short-chain fatty acid (SCFA) and water soluble metabolite in the feces of DR9-treated rats were more similar to those of young rats when compared to untreated aged rats. Analysis of water-soluble metabolites showed that induction of aging through D-galactose had a significant effect on amino acids metabolism, such as a decrease in 5-oxoproline levels, whereas the DR9 administration reduced this. Was prevented. In addition, DR9 is a cytokine of interferon gamma (IFN-γ) and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) in the distal colon of mice compared to untreated aged mice. Reduced the figure. In the HFD group, male Sprague-Dawley rats were fed a high-fat diet, and D-galactose was injected for 12 weeks to induce aging. Administration of DR9 increased the intestinal concentration of Blautia compared to the HFD-age control. As a result of analysis of water-soluble metabolites in feces, DR9 administration was compared with HFD-age control, tryptophan, leucine, tyrosine, cysteine, methionine, valine and lysine. The contents of compounds related to amino acid metabolism such as (lysine) were shown in the excrement, and the contents of SCFAs such as acetate and propionate were high.

그러므로, 전술한 바와 같이, 본 발명의 양상은 불균형한 장내 세균 집단과 대사산물 농도에 대한 장조절에 있어서 프로바이오틱(probiotic)으로서 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 및 이의 대사산물에 관한 것이다. 즉, 이는 불균형 (dysbiosis)을 개선시키는 것을 의미한다. Therefore, as described above, an aspect of the present invention relates to Lactobacillus fermentum DR9 and its metabolites as a probiotic in the intestinal regulation of an unbalanced intestinal bacterial population and metabolite concentration. In other words, it means improving dysbiosis.

4. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 지질 대사를 향상시키고 NAFLD를 완화시킨다(실시예 4 참조). 본 연구에서, 락토바실러스의 다양한 균주들이 노화된 쥐들의 AMPK 활성화를 통해 고지혈증(hyperlipidemia)과 간지방증(liver steatosis)을 완화시키는지에 대하여 시험 되었다. 수컷 Sprague-Dawley 쥐들에게 고지방 식단을 제공하고 12주 동안 매일 D-갈락토오스를 주입하여 노화를 유도하였다. 투여군은 다음과 같다. i) normal diet(정상식단), ii) HFD(고지방식단+D-갈락토오스), iii) HFD-statin(고지방식단+D-갈락토오스+ 로바스타틴(2 mg/kg/day)), iv) HFD-Lactobacillus fermentum DR9(고지방식단+D-갈락토오스+락토바실러스 퍼멘텀 DR9(10 log CFU/day)). DR9은 대조군과 비교하여 간 유전자 발현에서 간조직학에 이르기까지 긍정적인 효과를 나타내었다; HFD-aged 대조군과 비교하여 간 지질 합성(hepatic lipid synthesis) 및 β-산화 유전자 SCD1(β-oxidation gene SCD1)의 하향조절, 간 IL-6 및 ABCG5의 스테롤 배설 유전자(sterol excretion gene)의 상향 조절. DR9의 투약은 HFD-aged 대조군과 비교시 12주 후 혈청 중성지방(serum triglycerides), 총 콜레스테롤(total-cholesterol) 및 LDL-콜레스테롤(LDL-cholesterol)의 수치를 감소시켰다. 또한, DR9은 HFD-Aged 대조군과 비교하여 간 에너지 대사 유전자(hepatic energy metabolisms gene) AMPKα1를 상향 조절하고, 항 염증성 사이토카인 IL-4와 IL-10(anti-inflammatory cytokines IL-4 and IL-10)의 간내 농도를 증가시켰고 이는 간 지방증(liver steatosis)의 정도를 낮추어 준다. 종합해보면, 이 연구는 DR9 균주가 에너지 및 지질 대사 활성화를 통해 지질 프로파일(lipid profiles)을 개선함을 나타내었고, 이는 심혈관 및 간 질환(cardiovascular and liver diseases)의 완화를 위한 유망한 자연적 개입임을 나타내고 있다.4. Lactobacillus fermentum DR9 enhances lipid metabolism and alleviates NAFLD (see Example 4). In this study, it was tested whether various strains of Lactobacillus alleviate hyperlipidemia and liver steatosis through AMPK activation in aged rats. Male Sprague-Dawley rats were fed a high fat diet and D-galactose was injected daily for 12 weeks to induce aging. Administration groups are as follows. i) normal diet, ii) HFD (high fat diet + D-galactose), iii) HFD-statin (high fat diet + D-galactose + lovastatin (2 mg/kg/day)), iv) HFD- Lactobacillus fermentum DR9 (high fat diet + D-galactose + lactobacillus fermentum DR9 (10 log CFU/day)). DR9 showed a positive effect from hepatic gene expression to hepatic histology compared to the control; Compared to the HFD-aged control, hepatic lipid synthesis and downregulation of β-oxidation gene SCD1 (β-oxidation gene SCD1), upregulation of sterol excretion genes of liver IL-6 and ABCG5 . DR9 administration reduced serum triglycerides, total-cholesterol, and LDL-cholesterol levels after 12 weeks compared to the HFD-aged control. In addition, DR9 upregulates the hepatic energy metabolisms gene AMPKα1 compared to the HFD-Aged control, and the anti-inflammatory cytokines IL-4 and IL-10 (anti-inflammatory cytokines IL-4 and IL-10). ) Increased the intrahepatic concentration, which lowers the degree of liver steatosis. Taken together, this study showed that the DR9 strain improved lipid profiles through activation of energy and lipid metabolism, indicating that this is a promising natural intervention for the alleviation of cardiovascular and liver diseases. .

따라서, 전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 양상은 중성지방, 총 콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤 수치, 염증, 지질 축적의 증가를 방지함으로써, 고지혈증 및 간내 지질 축적의 예방 및 치료에 사용하기 위한 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 및 이의 대사산물에 관한 것이다. 특정 실시예 에서는 본 발명의 균주는 비 알코올성 지방간 질환 (Non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)의 예방 및 치료에 사용된다.Thus, as described above, another aspect of the present invention is lactobacillus fur for use in the prevention and treatment of hyperlipidemia and lipid accumulation in the liver by preventing an increase in triglycerides, total cholesterol and LDL-cholesterol levels, inflammation, and lipid accumulation. Mentum DR9 and its metabolites. In a specific embodiment, the strain of the present invention is used for the prevention and treatment of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD).

5. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 피부 퇴화(skin degeneration), 노화(senescence) 그리고 산화스트레스(oxidative stress)를 예방하고 치료한다 (실시예 5 참조). 수컷 Sprague-Dawley 쥐들은 12주동안 매일 D-갈락토오스 주입을 통해 노화가 되었다. 12주간의 투약후 피부탄력(skin elasticity)은 ?은 그룹(young group)에 비해 노화그룹(old group)에서 낮아졌다. DR9의 투약은 투약받지 않은 노화 그룹과 비교시 피부탄련의 감소를 예방하였다. 노화 생체지표(senescence biomarker)인 사이클린-D1 (Cyclin-D1)이 ?은 그룹과 비교하여 노화 그룹의 피부에서 높게 나타났다. DR9을 투약한 쥐들은, 투약받지 않은 노화 그릅과 비교하여 피부내 사이클린-D1의 낮은 발현을 나타내었다. 또한, DR9의 투약은 노화된 쥐와 비교시 피부 재생주기(skin regeneration cycle)를 촉진시키기 위해 세포사멸 생체지표(apoptosis biomarker)인 피부내 FAS의 발현을 상향조절 한다. 노화된 쥐들은 산화 스트레스의 생체지표인 GPX의 높은 발현을 나타내었고, 항산화 유전자(antioxidative gene)인 SOD의 낮은 발현을 나타낸 반면, DR9의 투약은 이러한 발현을 각각 감소 및 증가시켰다.5. Lactobacillus fermentum DR9 prevents and treats skin degeneration, senescence and oxidative stress (see Example 5). Male Sprague-Dawley mice were aged through daily infusion of D-galactose for 12 weeks. After 12 weeks of dosing, skin elasticity was lowered in the old group compared to the young group. Administration of DR9 prevented a reduction in skin elasticity compared to the untreated aging group. Cyclin-D1, a senescence biomarker, was higher in the skin of the aging group compared to the silver group. Mice dosed with DR9 showed lower expression of cyclin-D1 in the skin compared to the aging group not dosed. In addition, DR9 administration upregulates the expression of FAS in the skin, an apoptosis biomarker, in order to promote the skin regeneration cycle compared to aging mice. Aged mice showed high expression of GPX, a biomarker of oxidative stress, and low expression of SOD, an antioxidant gene, whereas administration of DR9 decreased and increased these expressions, respectively.

6. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 불안감과 알츠하이머병을 예방하고 치료한다(실시예 6 참조). 불안 평가(Anxiety assessment)는 오픈 필드 테스트(open field test)를 통해 수행되었다. DR9의 투약은 투약하지 않은 노화 쥐들에 비해 외부 영역(outer zone)으로의 이동을 감소시켰다. 알츠하이머 병은 형질전환 초파리(transgenic fruit flies)이자 아밀로이드 베타 Aβ42(amyloid beta Aβ42)가 있는 노랑 초파리(Drosophila melanogaster)와 GMRGal4를 사용하여 눈의 변형(malformation of eyes)에 대한 표적 발현(targeted expressions)을 사용하여 평가되었다. DR9의 투약은 더 잘 형성된 낱눈(ommatidia)과 덜 손상된 강모(bristles)를 가지면서 눈의 변형(malformation)을 예방하였고 이는 알츠하이머병이 덜 심각함을 나타낸다.6. Lactobacillus Fermentum DR9 prevents and treats anxiety and Alzheimer's disease (see Example 6). Anxiety assessment was performed through an open field test. Administration of DR9 reduced migration to the outer zone compared to non-dose aged rats. Alzheimer's disease uses transgenic fruit flies and yellow fruit flies with amyloid beta Aβ42 (Drosophila melanogaster) and GMRGal4 to identify targeted expressions for the malformation of eyes. Was evaluated using. Administration of DR9 prevented ocular malformation, with better ommatidia and less damaged bristles, indicating that Alzheimer's disease is less severe.

그러므로, 이전에 언급한 바와 같이, 본 발명의 양상은 노화 및 산화 스트레스를 감소시키면서 피부 탄력 및 피부 세포재생 개선을 통해 피부 퇴화의 예방및 치료를 목적으로 사용되는 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 및 이의 대사산물에 관한 것이다.Therefore, as previously mentioned, aspects of the present invention are Lactobacillus fermentum DR9 and its metabolites used for the purpose of preventing and treating skin degeneration through improvement of skin elasticity and skin cell regeneration while reducing aging and oxidative stress. It is about.

7. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 다른 메커니즘중에서 대사산물인 숙신산 (succinic acid), 벤조알데히드(benzaldehyde) 및 벤조산(benzoic acid)의 생산을 통해 건강상의 이점을 발휘한다(실시예 7 참조).7. Lactobacillus fermentum DR9 exerts health benefits through the production of metabolites such as succinic acid, benzaldehyde and benzoic acid, among other mechanisms (see Example 7).

숙신산은 피부노화(skin agin)를 치료하고 세포노화(cellular senescence) 및 전신노화(systemic aging)와 관련된 기능의 점진적이면서 상당한 손실을 회복하는데 유용한 항산화 특성(anti-oxidative properties)을 가지고 있다. 반면, 대사산물에 벤조산이 존재하면 뼈내 염화물(chloride)이 감소시키고 마그네슘 (magnesium)을 증가시켜 뼈 무게(bone weight)를 증가시킨다. 더욱이, 벤조산을 포함하는 대사산물의 투약은 또한 뼈내 칼슘(calcium)과 인(phosphorus)의 양을 증가시키고, 이는 뼈의 노화징후를 늦출 수 있다. 게다가, 대사산물내 벤조알데히드는 또한 피험자에게 항종양(anti-tumour) 및 항바이러스(anti-viral) 특성을 제공하여 대사산물이 종양(tumour) 또는 암(cancer) 치료에 선택적으로 사용될 수 있다.Succinic acid has anti-oxidative properties useful in treating skin agin and recovering the gradual and significant loss of functions related to cellular senescence and systemic aging. On the other hand, the presence of benzoic acid in the metabolite reduces bone chloride and increases magnesium, thereby increasing bone weight. Moreover, dosing of metabolites including benzoic acid also increases the amount of calcium and phosphorus in the bone, which can slow the signs of bone aging. In addition, benzoaldehyde in the metabolite also provides anti-tumour and anti-viral properties to the subject so that the metabolite can be selectively used in the treatment of tumors or cancers.

이러한 대사산물은 섭취시 피험자의 뼈와 근육의 노하징후를 늦추게 한다. 조성물은 근감소증(sarcopenia), 골다공증(osteoporosis) 및 대사 장애 (metabolic disorders)와 같은 연령 관련 질환(age-related diseases)으로 고통받고 있는 피험자에게 특히 적합하다. 조 대사산물(crude metabolites)은 섭취가능하며 또는 적어도 하나이상의 첨가제(excipient)와 혼합하여 건강식품 또는 음료로 처리될 수도 있다. 이러한 처리과정은 대사산물의 영양가를 유지시키 위해 낮은 온도와 대기압하에서 적절한 방식으로 수행되어야 한다.When ingested, these metabolites slow down the symptoms of the subject's bones and muscles. The composition is particularly suitable for subjects suffering from age-related diseases such as sarcopenia, osteoporosis and metabolic disorders. Crude metabolites are ingestable or may be mixed with at least one excipient and treated as a health food or beverage. These treatments must be carried out in an appropriate manner under low temperature and atmospheric pressure to maintain the nutrient value of the metabolites.

본 발명의 또 다른 특정 실시예에서, 대사산물의 섭취는 피험자에게서 아스코브산(ascorbic acid)의 생성을 유도한다. 바람직하게는 피험자는 포유동물(mammal)이다. 아스코브산의 생성은 피험자의 위장관(gastroin-testinal tract)에서 직접 유도되거나 위장관 내 장내 미생물군집(gut microbiome)에서 간접적으로 유도될 수 있다. 피부수준에서 아스코브산의 존재는 피험자의 독소(toxin)를 제거하고, 피험자에게 항산화(anti-oxidant), 항염증(anti-inflammatory) 및 광보호(photo-protective) 특성을 제공한다. 특히, 아스코브산이 제공하는 항산화 효소 활성화(anti-oxidant enzymatic activities)는 AMPK(adenosine monophosphate-activated protein kinase)와 밀접한 관련이 있으며, AMPK의 활성화는 연속적인 노화관련 경로, 특히 뼈와 근육의 노화 징후의 지연에 있어서 중요하다.In another specific embodiment of the present invention, ingestion of metabolites induces the production of ascorbic acid in the subject. Preferably the subject is a mammal. The production of ascorbic acid can be induced directly in the gastroin-testinal tract of a subject or indirectly in the intestinal microbiome in the gastrointestinal tract. The presence of ascorbic acid at the skin level removes toxins from the subject and provides anti-oxidant, anti-inflammatory and photo-protective properties to the subject. In particular, anti-oxidant enzymatic activities provided by ascorbic acid are closely related to AMPK (adenosine monophosphate-activated protein kinase), and activation of AMPK is a continuous aging-related pathway, especially signs of aging in bones and muscles. It is important in the delay of.

본 발명의 또 다른 특정 실시예는, 대사산물의 섭취는 피험자에게서 5-옥소프롤린(5-oxoproline)의 생산을 유도한다. 바람직하게는 피험자는 포유동물(mammal)이다. 5-옥소프롤린의 생산은 글루타티온(glutathione)을 형성하는 과정에서 섭취시 결장(colon)에서 유도될 수 있다. 글루타티온 형성은 활성 산소종에 맞서 신체의 세포내 산화환원 환경의 항상성(redox homeostasis)을 유지시킨다. 게다가, 조성물의 섭취는 또한 일련의 가수분해 효소를 유도하여 척수소뇌성 운동실조증(spinocerebellar ataxia)의 치료에 유용한 시상하부(hypothalamus)내 5-옥소프롤린을 포함하는 갑상선방출 호르몬(thyrotropin-releasing hormone, TRH) 생성을 이끌어 낸다. TRH와 함꼐 언어 기억 능력을 향상시키는 것 이외에도, 5-옥소프롤린은 대사과정(metabolic processes)에서 유리아미노산(free amino acids)의 세포내 수송(intracellular transport)에 중요한 역활을 한다. 더군다나, 5-옥소프롤린은 생리학적으로 AMPK 활성화를 유도하고, 이는 대사건강(metabolic health)을 개선하고, 뼈와 근육의 노화징후를 늦추어 준다. 5-옥소프롤린의 생성은 조성물의 섭취에 의해 유도되며, 이는 뼈와 근육의 노화징후를 늦추어 준다.In another specific embodiment of the present invention, ingestion of metabolites induces production of 5-oxoproline in a subject. Preferably the subject is a mammal. The production of 5-oxoproline can be induced in the colon when ingested in the process of forming glutathione. Glutathione formation fights reactive oxygen species and maintains the redox homeostasis of the body's intracellular redox environment. In addition, ingestion of the composition also induces a series of hydrolytic enzymes to treat a thyrotropin-releasing hormone, including 5-oxoproline in the hypothalamus, which is useful in the treatment of spinocerebellar ataxia. TRH) leads to production. In addition to improving language memory with TRH, 5-oxoproline plays an important role in the intracellular transport of free amino acids in metabolic processes. Moreover, 5-oxoproline physiologically induces AMPK activation, which improves metabolic health and slows down signs of aging in bones and muscles. The production of 5-oxoproline is induced by ingestion of the composition, which slows down the signs of aging in bones and muscles.

본 발명의 또다른 특정 실시예에서, 대사산물은 AMPK의 인사화를 통한 AMPK 활성화에 의해 뼈와 근육의 노화징후를 늦추어 준다. 특히, AMPK는 외인성 스트레스(extrinsic stress)에 대한 세포의 대사반응(cells' metabolic reaction)을 전사적으로 재프로그래밍할 수 있는 에너지 감지 네트워크 조절자(energy-sensing network regulator)이며, AMPK는 세포 에너지 항상성(cellular energy homeostasis)의 스위치 역할을 한다. AMPK는 또한 칼로리 제한 효과(calorie restriction effects)의 중재자(mediator) 역할을 하는데, 그 효과는 인슐린 민감성(insulin sensitivity) 개선, 대사율(metabolic rate) 개선, 생물학적 기능 저하 지연 및 체중 감소 등을 포함한다. 게다가, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 대사산물을 포함하는 조성물은 실제 칼로리 섭취를 줄이지 않고도 모방 칼로리제한 효과(mimetic calorie restriction effect)를 발휘할 수 있어서, 이는 노화인자(aging factors)와 관련된 대사성 질환(metabolic diseases)에 사용을 할 수 있게 한다.In another specific embodiment of the present invention, metabolites slow down the signs of aging in bones and muscles by AMPK activation through humanization of AMPK. Particularly, AMPK is an energy-sensing network regulator capable of reprogramming cells' metabolic reactions to extrinsic stress transcriptionally, and AMPK is an energy-sensing network regulator. It acts as a switch for cellular energy homeostasis). AMPK also acts as a mediator of calorie restriction effects, including improved insulin sensitivity, improved metabolic rate, delayed decline in biological function and weight loss. In addition, the composition containing the metabolite of Lactobacillus fermentum DR9 can exert a mimetic calorie restriction effect without reducing actual calorie intake, which is why metabolic diseases related to aging factors. ) To be able to use.

본 발명의 또 다른 특정 실시예에 따르면, 대사산물은 텔로미어 단축 (telomere shortening)을 예방하여 뼈와 근육의 노화징후를 늦추어준다. 텔로미어 단축은 AMPK 인산화를 통한 AMPK의 활성화에 의해 예방된다. 하나의 구체예에서는, 대사산물을 포함하는 식단을 섭취하며 노화가 유도된 동물군은 메트포민(metformin)을 포함하는 통제된 투약을 받는 동물군에 비해 향상된 텔로미어 길이와 높은 노화 방지 잠재력(anti-aging potential)을 나타내었다. 게다가, 대사산물을 섭취한 동물군에서 메트포민 투약과 연관된 부작용이 없는 것으로 나타났으며, 부작용으로는 저혈당증(hypoglycaemia)과 위장장애(stomach upset)가 있다.According to another specific embodiment of the present invention, metabolites slow down signs of aging in bones and muscles by preventing telomere shortening. Telomere shortening is prevented by activation of AMPK through AMPK phosphorylation. In one embodiment, an animal group in which aging is induced by eating a diet containing metabolites has improved telomere length and high anti-aging potential compared to an animal group receiving a controlled dosing containing metformin. potential). In addition, there were no side effects associated with metformin administration in the animal group that consumed metabolites, and side effects include hypoglycaemia and gastrointestinal upset.

본 발명의 또 다른 특정 실시예에서, 대사산물은 대사지표(metabolic markers)를 조절하고 AMPK 의존적 방식(AMPK-dependent manner)의 노화로 부터 뼈와 근육을 보호함으로써 뼈와 근육의 노화징후를 늦추어주며, 특히 대사지표는 뼈의 강도(bone strength)와 근육량(muscle mass)의 감소를 담당한다. 보다 구체적으로는, 대사산물은 국소 비복근(localized gastrocne-mius muscle)과 경골(tibia)에서 p53 유전자(p53 gene) 발현을 감소시키며, 여기서종양 억제 단백질(tumour suppression protein)에 대하여 부호화된 p53유전자는 텔로미어성 스트레스에 대한 중요지표(critical marker)이자, 세포주기 정지(cell cycle arrest), DNA 복구(DNA repair), 세포자멸(apoptosis) 및 세포 노화(cellular senescence)의 조절자(regulator)이다. 감소된 p53 유전자 발현은 AMPK 인산화 촉진과 상관관계가 있으며, 미토콘드리아 관련 유전자(mitochondrial related gene)를 상향 조절하여 노화된 대상체의 운동 기능(motor function)을 향상시킬 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서는, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 대사산물을 포함한 조성물을 섭취한 노화된 쥐그룹은 오르막 운동 테스트(uphill exercise test)에서 향상된 운동 능력(exercise performance)을 보여주었다.In another specific embodiment of the present invention, metabolites slow the signs of aging of bones and muscles by regulating metabolic markers and protecting bones and muscles from aging in an AMPK-dependent manner. In particular, metabolic indicators are responsible for the reduction of bone strength and muscle mass. More specifically, the metabolite decreases the expression of the p53 gene in the localized gastrocne-mius muscle and tibia, where the p53 gene encoded for the tumor suppression protein is It is a critical marker for telomere stress and is a regulator of cell cycle arrest, DNA repair, apoptosis and cellular senescence. Decreased p53 gene expression is correlated with promoting AMPK phosphorylation, and by upregulating mitochondrial related genes, motor functions of aged subjects can be improved. In one exemplary embodiment, a group of aged rats ingesting a composition containing a metabolite of Lactobacillus fermentum DR9 showed improved exercise performance in an uphill exercise test.

더욱이, 본 발명의 대사산물은 AMPK 조절(modulation of AMPK)로 인한 대사계(metabolic system)와 배설계(excretory system)를 보호함으로써 뼈와 근육의 노화징후를 지연시킨다. 대사산물은 AMPK 경로를 활성화하여 산화스트레스를 극보하고 에너지 소비를 최소화하며 자원고갈(exhaustion of resources)을 최소화하기 위해 미토콘드리아의 역학(dynamics of mitochondrial)을 조절하여 대사기능(metabolic functions)을 복원시킬 수 있다. 게다가, 대사산물은 지질(lipid), 간(liver) 및 신장 프로파일(renal profiles)을 개선하여 잠재적으로 성인 후기(in late adulthood)의 심혈관 질환(cardiovascular diseases), 비만(obesity), 당뇨병 (diabetes), 만성 신장 질환(chronic kidney disease) 및 비 알코올성 지방간(non-alcoholic fatty liver)의 위험을 줄일 수 있다.Moreover, the metabolites of the present invention delay the signs of aging of bones and muscles by protecting the metabolic system and the excretory system due to the modulation of AMPK. Metabolites can restore metabolic functions by activating the AMPK pathway by regulating the dynamics of mitochondrial to maximize oxidative stress, minimize energy consumption, and minimize exhaustion of resources. have. In addition, metabolites improve lipid, liver and renal profiles, potentially leading to cardiovascular diseases, obesity, and diabetes in late adulthood. , May reduce the risk of chronic kidney disease and non-alcoholic fatty liver.

제품형태 (Product forms)Product forms

본 발명의 양상은 본 발명의 균주를 포함하는 조성물에 관한 것이고, 여기서 균주는 동결건조(freeze-dried)되고 조성물의 양은 104 ~1012 cfu/g이다.Aspect of the invention relates to a composition comprising a strain of the present invention, wherein the strain is lyophilized (freeze-dried) and the amount of 10 4 ~ 10 12 cfu / g of the composition.

본 발명의 다른 양상은 균주의 대사산물을 포함하는 조성물에 관한 것이고, 대사산물은 숙신산(succinic acid), 벤조알데히드(benzaldehyde), 그리고 벤조산 (benzoic acid)이다.Another aspect of the present invention relates to a composition comprising a metabolite of a strain, and the metabolite is succinic acid, benzaldehyde, and benzoic acid.

박테리아 세포(bacterial cells)의 유효량은 당업자에 의해 결정되고, 이는 달성하고자 하는 특정 목표, 치료받는 환자의 연령 및 신체상태, 기저질환의 중증도 그리고 최종적인 제형에 따라 달라진다. 경구 투여시, 본 발명의 균주는 현행법에 따라 107 에서 1012 cfu, 바람직하게는 109 에서 1011 cfu의 일일 유효 투여량을 제공하는 양으로 조성물 내에 존재한다. "집락형성단위(cfu)"라는 표현은 한천배지(agar plates)위의 미생물 검사(microbiological counts)에 의해 밝혀진 박테리아 세포의 수로 정의된다. 본 발명의 조성물의 형태로 균주가 사용될때, 균주는 바람직하게는 1:1의 농도비(concentration ratio)를 가진다.The effective amount of bacterial cells is determined by a person skilled in the art, which depends on the specific goal to be achieved, the age and physical condition of the patient being treated, the severity of the underlying disease and the final formulation. When administered orally, the strain of the present invention is present in the composition in an amount that provides an effective daily dose of 10 7 to 10 12 cfu, preferably 10 9 to 10 11 cfu, according to the current method. The expression "colonizing unit (cfu)" is defined as the number of bacterial cells identified by microbiological counts on agar plates. When the strain is used in the form of the composition of the present invention, the strain preferably has a concentration ratio of 1:1.

본 발명의 균주의 일반적인 사용은 생존 세포(viable cells)의 형태이다. 그러나, 이는 사멸된 배양물(killed cultures) 또는 세포 용해물(예: 변경된 pH, 초음파, 방사선, 온도 또는 압력, 박테리아를 사멸하거나 용해하는 다른 방법에 대한 노출에 의해 획득됨)과 같은 비생존 세포(non-viable cells) 또는 유익한 인자(beneficial factors)를 포함하는 조성물로 확장될 수 있으며, 이 조성물은 2-히드록시이소카프로산(2-hydroxyiso-capric acid)과 3-페닐락트산(3-phenyllactic acid)을 포함하는 이의 대사산물과 같은 본 발명의 균주에 의해 생산된다.A common use of the strains of the present invention is in the form of viable cells. However, it is a non-viable cell such as killed cultures or cell lysates (e.g., obtained by exposure to altered pH, ultrasound, radiation, temperature or pressure, other methods of killing or lysing bacteria). (non-viable cells) or a composition containing beneficial factors, the composition comprising 2-hydroxyiso-capric acid and 3-phenyllactic acid acid) is produced by the strain of the present invention, such as its metabolites.

본 발명의 특정 실시예에서, 조성물은 식품 보조제(food supplement), 의약품 (medicament), 유아용 분유(infant formula), 식용 제품(edible product) 및 식품(food product)으로 이루어진 군으로부터 선택된 형태이다.In certain embodiments of the present invention, the composition is in a form selected from the group consisting of food supplements, medicines, infant formulas, edible products and food products.

특정 실시예에서, 조성물은 경구투여(oral administration)용 정제(tablets), 캡슐(capsules), 알약(pills)의 형태이다.In certain embodiments, the composition is in the form of tablets, capsules, and pills for oral administration.

본 발명의 조성물은 조성물을 형성하는 박테리아 세포의 생존력에 부정적인 영향을 미치치 않는 적합한 형태로 제조될 수 있다. 첨가제 및 가장 적합한 제조방식의 선택은 조성물의 특정 목적을 고려하여, 제약 및 식품 기술 분야의 통상의 기술자의 범위 내에 있다.The composition of the present invention can be prepared in a suitable form that does not negatively affect the viability of the bacterial cells forming the composition. The choice of additives and the most suitable formulation is within the scope of those skilled in the pharmaceutical and food technology, taking into account the specific purpose of the composition.

본 발명에 따른 조성물은 박테리아 세포가 유일한 활성제(active agents)이거나, 하나 이상의 다른 활성제와 혼합되거나, 약학적으로 허용되는 첨가제(excipients) 또는 식품의 경우 적절한 첨가제(additives)나 성분 (ingredients)에 혼합되는 형태로 제조될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에서, 조성물은 추가적으로 하나 이상의 추가적인 활성제(active agents)를 포함한다. 바람직하게는, 추가 활성제는 본 발명의 조성물울 형성하는 박테리아 세포(bacterial cells)에 길항하지(antagonistic)않는 다른 프로바이오틱 박테리아(probiotic bacteria)이다. 제형에 따라, 박테리아 세포는 정제된 박테리아(purified bacteria)로서, 박테리아 배양물(bacterial culture)로서 또는 박테리아 배양물의 일부로서, 후처리된 박테리아 배양물로서, 그리고 단독 또는 적절한 담체(carriers)와 성분(ingredients)과 함께 첨가될 수 있다. 프로바이오틱(Prebiotics)도 첨가될 수 있다.The composition according to the present invention is that the bacterial cells are the only active agents, mixed with one or more other active agents, or mixed with pharmaceutically acceptable excipients or suitable additives or ingredients in the case of food. It can be manufactured in a form that is. In certain embodiments of the present invention, the composition additionally comprises one or more additional active agents. Preferably, the additional active agent is another probiotic bacteria that is not antagonistic to the bacterial cells forming the composition of the present invention. Depending on the formulation, the bacterial cells are purified bacteria, as a bacterial culture or as part of a bacterial culture, as a post-treated bacterial culture, and alone or as suitable carriers and components ( ingredients). Prebiotics can also be added.

상기 조성물은 의약품(pharmaceutical product)의 형태일 수 있다. “의약품(pharmaceutical product)”이라는 용어는이 경우 박테리아 세포와 함께 약학적으로 허용되는 첨가제와 같은 활성 성분(active ingredient)을 포함하는 조성물을 포함한 광범위한 의미로서 본 문서에서 이해된다. 본 문서에서 사용된 “약학적으로 허용되는(pharmaceutically acceptable)”이라는 용어는 정상적인 의학적 판단범위내 피험자(예: 인간)의 조직과 접촉하여 과도한 독성(toxicity), 자극(irritation), 알레르기 반응(allergic response), 또는 다른 문제나 합병증(complication)없이 합리적인 이익/위험 비율에 상응하여 사용하기에 적학합 화합물(compounds), 물질(materials), 조성물(compositions) 및 투여형태(dosage forms)에 관한것 이다. 각 담체(carrier), 첨가제(excipient) 등은 제형의 다른 성분들과 호환된다는 의미에서 “허용되어야” 한다. 적절한 담체, 첨가제등은 표준제약 텍스트(standard pharmaceutical texts)에서 찾을 수 있다.The composition may be in the form of a pharmaceutical product. The term “pharmaceutical product” is understood in this document in its broader sense, including in this case, a composition comprising an active ingredient, such as a pharmaceutically acceptable additive, with bacterial cells. As used herein, the term “pharmaceutically acceptable” refers to excessive toxicity, irritation, or allergic reactions in contact with the tissues of a subject (eg human) within the scope of normal medical judgment. response), or compounds, materials, compositions and dosage forms that are suitable for use in accordance with a reasonable benefit/risk ratio without other problems or complications. . Each carrier, excipient, etc. should be “acceptable” in the sense that it is compatible with the other ingredients of the formulation. Suitable carriers, additives, etc. can be found in standard pharmaceutical texts.

의약품(pharmaceutical product)은 제품승인 경로(product approval route)및 국가에 따라 다른 형태 또는 이름 으로 채택될 수도 있다. 예를 들어, 의약(medicament)은 특정 의약품이다. 본 설명에 있어서, 의료용 식품(medical food)은 또다른 특정 의약품으로 간주된다. 일부 국가에서는 “의료용 식품(medical food)”또는 특수한 의학적 목적을 위한 음식(food for special medical purposes)"이라는 용어가 특수하게 제조된 음식 또는 일반적인 식단(normal diet)으로는 충족될 수 없는 고유한 영양 요구(distinctive nutritional needs)를 가진 질병의 식단 관리(dietary management)를 위한 음식을 지칭한다. 이는 미국에서는 미국 식품 의약국 (Food and Drug Administration)의 1988년 희귀의약품법 개정안(Orphan Drug Act Amendments) 그리고 유럽에서는 Commission Directive 1999/21/EC과 같은 법으로 규정되어 있다. 의료 식품(Medical foods)은 광범위한 범주의 식품 보조제(food supplements)와 건강을 주장하는 전통식품(traditional foods)과는 다르다. 따라서, 특정실시예에서, 본 발명의 조성물은 의료식품(medical food)이다.Pharmaceutical products may be adopted in different forms or names depending on the product approval route and country. For example, a medicament is a specific medicinal product. In this description, medical food is considered to be another specific medicinal product. In some countries, the term “medical food” or food for special medical purposes” is a unique nutrition that cannot be met by specially formulated foods or normal diets. Refers to food for dietary management of diseases with distinctive nutritional needs, in the United States, the Orphan Drug Act Amendments of 1988 by the US Food and Drug Administration, and In Europe, it is regulated by the same legislation as Commission Directive 1999/21/EC Medical foods are different from a wide range of food supplements and traditional foods that claim health. In certain embodiments, the composition of the present invention is a medical food.

종종, 본 명세서에서 밝혀진 프로바이오틱 박테리아 조성물은 식품 보조제(food supplements)로 간주된다. 식이 보충제(dietary supplement) 또는 영양 보충제(nutritional supplement)로도 알려진 식품 보조제는 또 다른 특정 의약품(pharmaceutical product)으로 간주된다. 이것은 식단을 보충하기 위한 용도로 준비되 것이며, 정상적인 식단에서 섭취가 되지 않거나 충분한 양으로 섭취되지 않을 수 있는 영양소(nutrients) 또는 유익한 성분(beneficial ingredients)을 제공하기 위한 것이다. 대부분 식품 보조제는 식품으로 간주되지만 때로는 약물(drugs), 천연건강제품(natural health products) 또는 건강기능식품 (nutraceutical products)으로 간주된다. 본 발명의 의미에서, 식품 보조제는 건강기능식품을 포함한다. 식품 보조제는 일반적으로 처방전 없이(without prescription) 카운터에서 판매된다. 식품 보조제가 알약(pill) 또는 캡슐(capsule) 형태를 채택하는 경우, 의약품에 사용되는 동일한 첨가제(excipients)를 포함한다. 그러나 식품 보조제는 일부 영양소로 강화된 식품형태(예: 유아용 조제분유)를 채택할 수도 있다. 따라서, 특정실시예에서, 본 발명의 조성물은 식품 보조제(food supplement)이다.Often, the probiotic bacterial compositions disclosed herein are considered food supplements. Food supplements, also known as dietary supplements or nutritional supplements, are considered another specific pharmaceutical product. It will be prepared for use as a supplement to the diet and is intended to provide nutrients or beneficial ingredients that may not be eaten in a normal diet or in sufficient quantities. Most food supplements are considered food, but sometimes drugs, natural health products or nutraceutical products. In the meaning of the present invention, food supplements include health functional foods. Food supplements are usually sold over the counter without prescription. When food supplements take the form of pills or capsules, they contain the same excipients used in the drug product. However, food supplements may also take a form of food that is fortified with some nutrients (eg infant formula). Thus, in certain embodiments, the composition of the present invention is a food supplement.

본 발명에 따른 조성물은 그대로 투여되거나 또는 적절한 식용 액체 또는 고체와 혼합되어 투여되거나 또는 정제(tablets), 알약(pills), 캡슐(capsules), 로젠지(lozenges), 과립(granules), 분말 (powders), 현탁액(suspensions), 사쳇(sachets), 시럽(syrups)의 형태 또는 단위용량(unit dose)의 형태로 동결 건조(freeze-dried)될 수 있다. 또한 투여전 함께 제공된 별도의 액체 용기(separate liquid container)에 혼합되어지는 동결 건조된조성물의 단일용량(monodoses)의 형태일 수 있다.The composition according to the present invention may be administered as it is or mixed with an appropriate edible liquid or solid, or tablets, pills, capsules, lozenges, granules, powders. ), suspensions, sachets, syrups, or freeze-dried in the form of a unit dose. In addition, it may be in the form of monodoses of the freeze-dried composition mixed in a separate liquid container provided together before administration.

본 발명의 조성물은 유아의 경우 우유제품과 같은 다양한 식용식품 및 식품에 포함될 수도 있다. 본 문서에서 사용된 “식용식품(edible product)”이라는 용어는 광범위한 의미에서 어떠한 형태로든, 동물에 의해 섭취될 수 있는 임의의 형태의 제품을 포함한다(예를 들어, 제품은 감각기관에 의해 받아들여 질수 있는 제품). “식품(food product)”이라는 용어는 체내에 양양지원(nutritional support)을 공급하는 식용제품으로 이해된다. 특히, 흥미로운 식품은 식품보조제(food supplements)와 유아용 조제분유(infant formulas)이다. 식품은 바람직하게는, 귀리가루죽(oatmeal gruel), 젖산발효식품(lactic acid fermented foods), 저항성 전분(resistant starch), 식이섬유(dietary fibers), 탄수화물(carbohydrates), 단백질(proteins) 그리고 당화단백질(glycosylated proteins)과 같은 담체물질(carrier material)을 포함한다. 특정 실시예에서, 본 발명의 박테리아 세포는 유아용 제조분유를 구성하기 위해 곡물(cereals) 또는 분유(powdered milk)와 같은 다른 성분과 균질화된다.The composition of the present invention may be included in various edible foods and foods such as milk products for infants. The term “edible product” as used in this document includes, in a broad sense, any form of product that can be consumed by an animal (for example, a product is received by the sensory organs). Products that can be imported). The term “food product” is understood as an edible product that provides nutritional support to the body. Of particular interest are food supplements and infant formulas. The food is preferably oatmeal gruel, lactic acid fermented foods, resistant starch, dietary fibers, carbohydrates, proteins and glycosylated proteins. It contains carrier materials such as glycosylated proteins. In certain embodiments, the bacterial cells of the invention are homogenized with other ingredients such as cereals or powdered milk to make up infant formula.

본 발명의 또 다른 양상은 동결방지제(cryoprotectant); 본 발명의 균주를 포함하는 동결건조된 바이오메스(freeze-dried biomass); 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 고체 조성물(solid composition)에 관한 것이다. 약제학적으로 허용되는 담체는 특히 에멀젼(emulsion), 겔(gel), 페이스트(paste), 과립, 분말 및 검(gum)으로 부터 선택된다. 본 발명의 추가적인 양상은 이전 양상에서 정의된 조성물의 유효량을 포함하는 구강관리 제품(oral care product), 제약 조성물(pharmaceutical composition), 식용제품, 식이 보충제, 미용 조성물(cosmetic composition)을 제공한다. 특정 실시예에서, 구강관리제품은 츄잉껌(chewing gum), 치약(tooth paste), 구강 스프레이(mouth spray), 로젠지, 구강 붕해정(oral dispersible tablet)이다. 특정 실시예에서, 제약 조성물, 식용제품 또는 식이보충제는 로젠지 또는 구강 붕해정이다.Another aspect of the present invention is a cryoprotectant; Freeze-dried biomass containing the strain of the present invention; It relates to a solid composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier. Pharmaceutically acceptable carriers are especially selected from emulsions, gels, pastes, granules, powders and gums. A further aspect of the invention provides an oral care product, a pharmaceutical composition, an edible product, a dietary supplement, a cosmetic composition comprising an effective amount of the composition as defined in the previous aspect. In certain embodiments, the oral care product is a chewing gum, tooth paste, mouth spray, lozenge, oral dispersible tablet. In certain embodiments, the pharmaceutical composition, edible product or dietary supplement is a lozenge or oral disintegrating tablet.

본 발명의 조성물의 예는 하기의 실시예 8에 나타나 있다.Examples of compositions of the present invention are shown in Example 8 below.

발명의 상세한 설명 및 청구항에서 “구성하다”라는 단어와 그 변형은 다른 기술적 특징, 첨가, 구성요소, 또는 단계를 배제하려고 의도되는 것이 아니다. 본 발명의 추가목적, 이점 및 특징들은 상세한 설명을 검토할 때 당업자에게 명백해지고, 본 발명의 구체화를 통해 학습될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 본 문서에 기재된 특정되고 바람직한 실시예의 모든 가능한 조합을 포함한다. 다음의 실시예 및 도면들은 본 발명을 제한하려는 의도없이, 예시 목적으로 본 명세서에서 제공되었다.The word “comprise” and variations thereof in the detailed description and claims of the invention are not intended to exclude other technical features, additions, elements, or steps. Additional objects, advantages and features of the present invention will become apparent to those skilled in the art upon reviewing the detailed description, and can be learned through the embodiment of the present invention. Moreover, the present invention includes all possible combinations of the specific and preferred embodiments described in this document. The following examples and drawings are provided herein for illustrative purposes, without intending to limit the invention.

발명의 모드 (Mode for the Invention)Mode for the Invention

실시예Example

재료 및 방법Materials and methods

박테리아 균주 및 배양Bacterial strain and culture

락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 페낭의 신선한 우유(fresh cow's milk)로부터 추출되었고, 말레이시아 쿠알라룸프르에 위치한 Clinical Nutrition Intl (M) Sdn. Bhd.사의 도움으로 획득되었다. 모든 배양(All stocks cultures)은 20% 글리세롤 (-20℃)에서 보존되었고, 멸균된 MRS배지(Hi-Media,인도 뭄바이)에서 10%(v/v) 접종원(inoculums)을 사용하여 연속적으로 세 번 활성화되었고, 사용되기 전에는 24시간동안 37℃에서 배양되었다(incubated). 배양물(cultures)은 4℃에서 5분 동안 12,000 x g로 원심분리되었고(centrifuged), 펠릿(pellets)은 산성도 7.5(pH 7.5)의 PBS에 1 x 1011 CFU/mL의 최종농도로 재현탁되었다.Lactobacillus Fermentum DR9 was extracted from fresh cow's milk in Penang, and Clinical Nutrition Intl (M) Sdn. It was obtained with the help of Bhd. All stocks cultures were preserved in 20% glycerol (-20°C), and serially washed in sterile MRS medium (Hi-Media, Mumbai, India) using 10% (v/v) inoculums. It was activated twice and incubated at 37° C. for 24 hours before use. The cultures were centrifuged at 12,000 xg for 5 minutes at 4°C, and the pellets were resuspended in PBS with an acidity of 7.5 (pH 7.5) to a final concentration of 1 x 10 11 CFU/mL. .

체외 실험In vitro experiment

세포 배양 및 AMPK 활성화Cell culture and AMPK activation

인체 신경 모세포주 SH-SY5Y(ATCC), 인체 결장 직장 세포주 Caco-2(ATCC), 인체 각질 세포 세포주 HaCaT, 인체 전립선 세포주 DU145(ATCC), 인체 뼈 골육종 세포주 U2OS(ATCC) 및 마우스 근육 세포 C2C12(ATCC)는 둘베코의 변형필수배지(Dulbecco's Modified Essential Medium, DMEM)에서 배양되었으며, 인간 난소 세포주 OVCAR4 (ATCC)는 10 μg/mL의 인슐린(insulin)의 존재하에 RPMI 1640 배지에서 배양되었다. 모든 세포에는 10% 소태아 혈청(fetal bovine serum), 2mM L-글루타민(L-glutamine), 100U/mL 페니실린(penicillin), 50 μg/mL 스트렙토 마이신(streptomycin)을 37℃에서 5% 이산화탄소에서 보충된다. 모든 세포주들은 세포들이 24시간 동안 25% 부피로 무세포 상층액으로 처리되기전에 96-웰 플레이트(96-well plate)에 웰당 5 Х104 cells/mL의 최종 농도로 접종되었다. 5' 아데노신 모노 포스페이트 활성화 단백질 키나아제(AMPK) 인산화는 제조사의 프로토콜에 따라 In-cell enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA) Colorimetric Detection Kit를 사용하여 측정되었다.Human neuroblastic cell line SH-SY5Y (ATCC), human colon rectal cell line Caco-2 (ATCC), human keratin cell line HaCaT, human prostate cell line DU145 (ATCC), human bone osteosarcoma cell line U2OS (ATCC) and mouse muscle cell C2C12 ( ATCC) was cultured in Dulbecco's Modified Essential Medium (DMEM), and the human ovarian cell line OVCAR4 (ATCC) was cultured in RPMI 1640 medium in the presence of 10 μg/mL insulin. All cells were supplemented with 10% fetal bovine serum, 2 mM L-glutamine, 100 U/mL penicillin, and 50 μg/mL streptomycin in 5% carbon dioxide at 37°C. do. All cell lines were seeded at a final concentration of 5 Х10 4 cells/mL per well in 96-well plates before cells were treated with cell-free supernatant at 25% volume for 24 hours. 5'adenosine monophosphate activated protein kinase (AMPK) phosphorylation was measured using an In-cell enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) Colorimetric Detection Kit according to the manufacturer's protocol.

대사산물의 식별Identification of metabolites

AMPK 분석을 위한 배양 분획법Culture fractionation method for AMPK analysis

활성화된 DR9(activated DR9)의 하루밤 동안(18시간)의 배양은 15분 동안 1100Xg에서 원심분리하기 전에 1.000±0.05의 광학밀도 (600nm)로 표준화되었다. 상층액(supernatant)은 수집되었고, 여과 멸균(filter-sterilized) 되었다(기공 크기, 0.22μm). 이 분획은 무세포 상층액(cell free supernatant, CFS)으로 알려져있다. 표준화된 배양물(standardized cultures)에서 남은 세포펠릿(remaining cell pellets)을 수집하고 인산염 완충 식염수 (phosphate buffered saline, PBS) (10 mM, pH 7.4)로 세번 세척한 후, PBS에서 재현탁하고 얼음욕조(ice bath)에서 30분동안 초음파처리 후, 4℃에서 15분간 3,500 X g로 원심분리하였다. 상층액(supernatant)은 수집되었고, 여과 멸균(filter-sterilized)되었다(기공 크기, 0.22μm). 이 분획은 세포내 추출물(intracellular extract, IE)로 알려져 있다. 세척된 세포펠렛은 세포벽(cell wall, CW)으로 알려진 분획으로 수집되었다. CFS, IE, CW에 의한 AMPK의 활성화는 제조사의 프로토콜(Promega, 미국)에 따라 ADP-GLO 분석 키트와 결환된 AMPK (A1/B1/G1) 키나아제 효조 시스템을 사용하여 수행되었다.The overnight (18 hours) incubation of activated DR9 was normalized to an optical density (600 nm) of 1.000±0.05 before centrifugation at 1100Xg for 15 minutes. The supernatant was collected and filtered-sterilized (pore size, 0.22 μm). This fraction is known as cell free supernatant (CFS). Collect remaining cell pellets from standardized cultures, wash three times with phosphate buffered saline (PBS) (10 mM, pH 7.4), resuspend in PBS, and ice bath After sonication in (ice bath) for 30 minutes, it was centrifuged at 3,500 X g for 15 minutes at 4°C. The supernatant was collected and filtered-sterilized (pore size, 0.22 μm). This fraction is known as an intracellular extract (IE). The washed cell pellet was collected in a fraction known as cell wall (CW). Activation of AMPK by CFS, IE, and CW was performed using the ADP-GLO assay kit and the linked AMPK (A1/B1/G1) kinase kinase system according to the manufacturer's protocol (Promega, USA).

인체 뼈 골육종 세포주(U2OS)를 이용한 AMPK 활성화AMPK activation using human bone osteosarcoma cell line (U2OS)

DR9의 CFS는 사용된 배지(spent broth)의 세포펠렛을 분리하여 수집되었다. 사용된 배지는 지질 분획(lipid fraction)으로 분리되었고 인간 뼈 골육종 세포주 U2OS(ATCC)를 사용하여 AMPK 활성화에 대하여 평가되었다. U2OS는 둘베코의 변형 필수배지(DMEM)(Gibco, 미국)에서 배양되었고, 10% 소태아 혈청(fetal bovine serum), 2mM L-글루타민(L-glutamine), 100U/mL 페니실린 (penicillin), 50 μg/mL 스트렙토 마이신(streptomycin)을 37℃에서 5% 이산화탄소에서 보충되었다. 세포주들은 H2O2을 사용하여 노화를 유도하였다. 세포주들이 80% confluency에 도달하도록 계대배양하였고, 그 이후에는 트립신-EDTA 용액(0.02% 에텔렌 디아민 테트라 아세트산(ethylenediamine tetraacetic acid)에 0.1% 트립신)을 사용하여 분리하여 5분동안 200 X g에서 원심분리하였다. 세포들은 무혈청 DMEM에서5 Х105 cells/ml의 최종농도로 재현탁(resuspended)되었다. 96-웰 플레이트(96-well plate)에 100 ㎕세포의 분취량(aliquot)을 파종하고 5% 이산화탄소와 함께 37℃에서 24시간 배양되었다. 세포 부착시, 배지는 버려지고, 조기 노화(premature senescence)를 유도하기위해 100 ㎕의 처리배지(Treatment medium)로 대체되었다. 처리배지는 H2O2를 함유한 무혈청 DMEM에서 100 μM에서 96시간 동안 준비되었다. 지질 분획은 96시간 동안 100 μM의 H2O2에 노출되는 동안 U2OS 세포와 함께 배양되었다. 처리가 끝나자, MTT 분석(MTT assay)으로 세포의 생존도(viability)를 분석하였다. 세포의 AMPK 인산화는 제조업체의 지침에 따라 In-cell ELISA Colorimetric Detection Kit(Thermo Scientific, 미국)를 사용하여 세포 기반 ELISA방법을 통해 정량화되었다.The CFS of DR9 was collected by separating cell pellets of spent broth. The medium used was separated into a lipid fraction and evaluated for AMPK activation using the human bone osteosarcoma cell line U2OS (ATCC). U2OS was cultured in Dulbecco's modified essential medium (DMEM) (Gibco, USA), 10% fetal bovine serum, 2mM L-glutamine, 100 U/mL penicillin, 50 μg/mL streptomycin was supplemented in 5% carbon dioxide at 37°C. Cell lines used H 2 O 2 to induce senescence. Cell lines were subcultured to reach 80% confluency, after which they were separated using trypsin-EDTA solution (0.1% trypsin in 0.02% ethylenediamine tetraacetic acid) and centrifuged at 200 X g for 5 minutes. Separated. Cells were resuspended in serum-free DMEM at a final concentration of 5 Х10 5 cells/ml. Aliquots of 100 μl cells were seeded in a 96-well plate and incubated at 37° C. for 24 hours with 5% carbon dioxide. Upon cell attachment, the medium was discarded and replaced with 100 μl of Treatment medium to induce premature senescence. The treatment medium was prepared for 96 hours at 100 μM in serum-free DMEM containing H 2 O 2. The lipid fraction was incubated with U2OS cells during exposure to 100 μM of H 2 O 2 for 96 hours. At the end of the treatment, the viability of cells was analyzed by MTT assay. Cellular AMPK phosphorylation was quantified by cell-based ELISA method using the In-cell ELISA Colorimetric Detection Kit (Thermo Scientific, USA) according to the manufacturer's instructions.

GC-MS를 이용한 지질 분획의 식별Identification of lipid fraction using GC-MS

지질분획은 가스크로마토그래피-질량분석기(gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)를 사용하여 지방산 메틸 에스터르(fatty acid methyl ester, FAME) 분석을 위해 응축(condensed) 및 가수분해(hydrolysed) 그리고 메틸 에스테르화(methyl-esterified)되었다. 약 100 μL의 샘플 추출물(sample extract)을 2 ml Eppendorf 튜브에 2% H2SO4 와 메탄올을 포함하는 500 μL 용매 혼합물 (solvent mixture)과 함께 혼합한 다음 80℃의 온도에서 2시간 동안 교반하였다. 그 후, 500 μL의 0.9% 부피백분율을 가진 염화나트륨 (sodium chloride, NaCl)과 500 μL의 헥산(hexane)을 샘플추출물(sample extract)이 포함된 튜브에 첨가하고 16,000 Хg에서 3분 동안 원심분리 하였다. 헥산층(hexane layer)은 FAME 정량화를 위해 자동시료주입기 바이알(autosampler vial)에 피펫팅 되었다. FAME를 식별하기위해, 1 ㎕의 헥산층을 5597 MSD 질량 분석기(Agilent Technologies Australia Pty Ltd; GC/MS)가 장착된 Agilent 5977A 가스 크로마토크래피 시스템에 주입되었다. 분리에는 BPX-70 컬럼(BPX-70 column)이 사용되었다.The lipid fraction was condensed and hydrolysed and methylated for fatty acid methyl ester (FAME) analysis using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). About 100 μL of sample extract was mixed with a 500 μL solvent mixture containing 2% H 2 SO 4 and methanol in a 2 ml Eppendorf tube, followed by 80 The mixture was stirred for 2 hours at a temperature of °C. Then, 500 μL of sodium chloride (NaCl) having a volume percentage of 0.9% and 500 μL of hexane were added to the tube containing the sample extract. The hexane layer was pipetted into an autosampler vial for FAME quantification To identify FAME, 1 µl of the hexane layer was added to a mass of 5597 MSD. It was injected into an Agilent 5977A gas chromatography system equipped with an analyzer (Agilent Technologies Australia Pty Ltd; GC/MS), and a BPX-70 column was used for separation.

동물 실험Animal testing

투여 그룹Dosing group

모든 동물 실험은 USM 동물 관리 및 사용위원회(USM/Animal Ethics Approval/2016/(724))의 승인을 얻어 진행되었다. 8주차의 수컷 Sprague Dawley 쥐들은 두가지 실험 모델을 기반으로 각 그룹으로 할당되었다; 1) 스타틴(statin)을 양성대조군(positive control)으로 사용하는 노화모델, 2) 스타틴을 양성 대조군으로 사용하며고지방 식단(high-fat diet, HPD)을 섭취한 노화모델.All animal experiments were conducted with the approval of the USM Animal Care and Use Committee (USM/Animal Ethics Approval/2016/(724)). Male Sprague Dawley rats at 8 weeks were assigned to each group based on two experimental models; 1) An aging model using a statin as a positive control, 2) An aging model using a statin as a positive control and ingesting a high-fat diet (HPD).

모델 (1)에서는, 쥐들은 12주동안 다음의 그룹(N = 6)중 하나에 할당되었다:In model (1), mice were assigned to one of the following groups (N = 6) for 12 weeks:

(1) Young (대조군), (2) Aged (D-갈락토오스 노화유도) (3) Aged-metformin (D-갈락토오스 섭취를 통한 노화유도와 300 mg/kg/day의 메트포민 투여) (4) Aged-DR9 (D-갈락토오스섭취를 통한 노화유도와 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 20% (v/v) 자당 (sucrose)을 동결방지제 (cryoprotectant)로 사용하여 동결건조형태로 10 log CPU/day 투여.(One) Young (control), (2) Aged (D-galactose induction of aging) (3) Aged-metformin (induction of aging through D-galactose intake and administration of metformin at 300 mg/kg/day) (4) Aged-DR9 (D -Induction of aging through galactose intake and Lactobacillus fermentum DR9 administered 10 log CPU/day in a freeze-dried form using 20% (v/v) sucrose as a cryoprotectant.

모델 (2) 에서는, 쥐들은 12주동안 다음의 그룹(N = 6)중 하나에 할당되었다:In model (2), mice were assigned to one of the following groups (N = 6) for 12 weeks:

(1) Young (정상식단), Young HPD (고지방식단을 섭취한 어린 쥐), Old (600mg/kg/day의 D-갈락토오스를 통해 노화가 유도된 쥐), Old HPD (고지방 식단과 함께 D-갈락토오스를 통해 노화가 유도된 쥐), Old HPD DR9 (log 10 CPU/day의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투여하면서 고지방식단과 함께 D-갈락토오스를 통해 노화가 유도된 쥐), Old HPD statin (2mg/kg/day의 로바스타틴을 투여하면서 고지방식단과 함께 D-갈락토오스를 통해 노화가 유도된 쥐). 표준 식단(Altromin, 독일)을 ND로 사용하고, 25%(w/w) 동물성지방이 첨가된 표준식단을 HPD로 사용하였다. 투여는 1g의 식품펠렛 (food pellet)에 혼합되어 매일 공급되었다. 쥐들이 완전한 섭취를 보장하기 위해 투여중에는 개별 케이지로 이동되었다. 12주의 투약기간이 끝난후, 이산화탄소(carbon dioxide)를 흡입을 통해 희생되기전 12시간동안에는 금식을 하였다. 모든 조직들은 즉시 절제되었고, 식염수(saline)로 헹구어졌다. 조직들은 실시간 PCR을 통해 유전자 정량화(gene quantification)에 사용되었다.(1) Young (normal diet), Young HPD (young rats fed a high-fat diet), Old (rats induced aging through 600mg/kg/day of D-galactose), Old HPD (D- with a high-fat diet) Rats inducing aging through galactose), Old HPD DR9 (rats inducing aging through D-galactose with a high fat diet while administering Lactobacillus fermentum DR9 of log 10 CPU/day), Old HPD statin (2mg/day), Old HPD statin (2mg/day) Rats in which aging was induced through D-galactose along with a high fat diet while administering kg/day of lovastatin). A standard diet (Altromin, Germany) was used as ND, and a standard diet containing 25% (w/w) animal fat was used as HPD. Dosing was mixed in 1 g of food pellets and supplied daily. Rats were moved to individual cages during dosing to ensure complete ingestion. After the 12-week dosing period, I fasted for 12 hours before being sacrificed by inhalation of carbon dioxide. All tissues were immediately excised and rinsed with saline. Tissues were used for gene quantification through real-time PCR.

텔로미어 길이 측정Telomere length measurement

최종 DNA 농도 범위가 0.073~17.65 ng/μL인 참조 DNA 샘플(표준 DNA)을 사용하여 두개의 표준 곡선(텔로미어 및 알부민)을 생성하였다. 실험 DNA 샘플의 T/S 비율(T/S ratio)은 T(텔로미어 주형의 복제수에 대한 표준 실험 샘플과 일치하는 표준 DNA의 나노그램 수)를 S(알부민의 복제수에 대한 실험 샘플과 일치하는 표준 DNA의 나노그램 수)로 나눈 값이다. 평균적인 T/S 비율은 세포당 평균 텔로미어 길이(average telomere length)에 비례할 것으로 예상된다.Two standard curves (telomeres and albumin) were generated using a reference DNA sample (standard DNA) with a final DNA concentration range of 0.073-17.65 ng/μL. The T/S ratio of the experimental DNA sample is equal to T (the number of nanograms of standard DNA that matches the standard experimental sample to the number of copies of the telomere template) and S (the experimental sample to the number of copies of albumin). Is the value divided by the number of nanograms of standard DNA). The average T/S ratio is expected to be proportional to the average telomere length per cell.

운동부하검사Exercise load test

운동부하검사(Treadmill exhaustion test)는 Castro and Kuang (2017)의 연구를 참조하여 수행되었다. 쥐들은 먼저 움직이지 않는 런닝챔버내에서 0°의 경사로 5분 동안 적응한 다음, 0°의 경사로에서 10m/min의 속도로 5분동안 달렸다. 적응 2, 3일차에서는 쥐들은 10°의 오르막 경사를 10분동안 달렸다. 러닝머신 플랫폼 뒤의 금속 전극에는 일시적이고 가벼운 전기자극(0.4 mA)을 사용하여 쥐들을 빨리 달리도록 자극하였다. 실험 4일차에는, 벨트속도를 5분동안 10m/min의 속도로 설정하였고, 46m/min에 도달할 때까지 2분마다 2m/min의 속도를 증가시켰다. 쥐들은 체력이 지칠때까지(전기 자극에도 5초동안 움직이지 않음) 달리도록 허용되거나 또는 최대속도(maximal speed)에 도달 할때까지 달리도록 허용되었다. 쥐들이 지친 그 순간의 시간, 속도, 및 거리가 기록되었다. 일(Work)과 파워(power)는 아래 식을 통해 계산되었다: 일(J) =체중(kg) x 중력가속도(9.81m/s2) x 종방향속도(m/s x 경사도) x 시간(s). 파워 (W) = 일(J) / 시간(s).The treadmill exhaustion test was performed with reference to the study of Castro and Kuang (2017). The rats were first acclimated for 5 minutes at a 0° slope in a stationary running chamber, and then ran for 5 minutes at a speed of 10 m/min on a 0° slope. On days 2 and 3 of acclimatization, the rats ran an uphill slope of 10° for 10 minutes. A temporary and light electrical stimulation (0.4 mA) was used on the metal electrode behind the treadmill platform to stimulate the rats to run quickly. On the fourth day of the experiment, the belt speed was set at a speed of 10 m/min for 5 minutes, and the speed was increased by 2 m/min every 2 minutes until reaching 46 m/min. The rats were allowed to run until their stamina was exhausted (not moving for 5 seconds even with electrical stimulation) or until they reached their maximal speed. The time, speed, and distance of the moment the rats were exhausted were recorded. Work and power were calculated using the following equation: Work (J) = weight (kg) x gravitational acceleration (9.81m/s2) x longitudinal velocity (m/sx slope) x time (s) . Power (W) = Day (J) / Hour (s).

정량적 실시간 중합효소연쇄반응(Quantitative real-time PCR)Quantitative real-time PCR

쥐들의 샘플들은 RNAlater (Ambion, Austin, TX, 미국)에서 -80℃로 보관되었다. 총 RNA는 TRI Reagent®(Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, 미국)을 사용하여 균질화된 샘플(homogenized samples)에서 추출되었고, ReverTra Ace-α-®kit (Toyobo, Kita-ku, Osaka, 일본)을 이용하여 첫번째 가닥 cDNA(first-strand cDNA)를 합성하였다. mRNA 발현 수준은 Agilent AriaMx Realtime PCR System (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, 미국)으로 결정되었다. PCR 반응(PCR reaction)은 SensiFAST SYBR®mix (Bioline, Cricklewood, London, 영국)와 20ng의 cDNA 그리고 10 μM의 프라이머(primers)로 구성된다. 글리세르알데히트 3-이산 탈수소효소(Glyceraldehyde- 3-phosphate dehydrogenase, Gapdh)는 내인성 대조군(endogenous control)으로 사용되었다.Samples of mice were stored at -80°C in RNAlater (Ambion, Austin, TX, USA). Total RNA was extracted from homogenized samples using TRI Reagent® (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, USA), and ReverTra Ace-α-®kit (Toyobo, Kita-ku, Osaka, Japan) Was synthesized using the first-strand cDNA (first-strand cDNA). The mRNA expression level was determined with the Agilent AriaMx Realtime PCR System (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA). The PCR reaction consists of SensiFAST SYBR®mix (Bioline, Cricklewood, London, UK), 20 ng of cDNA and 10 μM of primers. Glyceraldehyde- 3-phosphate dehydrogenase (Gapdh) was used as an endogenous control.

혈청 말론디알데히드의 정량화(Qualification of serum malondialdehyde)Qualification of serum malondialdehyde

전혈(Whole blood)을 원심분리(20분, 3,500g)하여 혈청과 RBC 펠렛을 분리하였다. Chakraborty and Bhattacharyya (2001)에 따라, 말론디알데히드 (malondialdehyde, MDA) 형성을 측정하여 지질 과산화(Lipid peroxidation)를 분석하였다. 간략하게는, 샘플에 트리클로르아세트산(Sigma-Aldrich) 및 2-티오바르비투르산(2-thiobarbituric acid)을 첨가하였고, 냉각(30℃하기 전에 30분동안 95℃에서 가열한 후 원심분리(2분, 12,000g)하였다. 상층액을 534nm에서 판독하고 말론디알데히드의 농도를 1.563x 105/(mol/L).cm의 흡광계수(extinction coefficient)를 사용하여 계산하였다.Whole blood was centrifuged (20 minutes, 3,500 g) to separate serum and RBC pellets. According to Chakraborty and Bhattacharyya (2001), lipid peroxidation was analyzed by measuring malondialdehyde (MDA) formation. Briefly, trichloracetic acid (Sigma-Aldrich) and 2-thiobarbituric acid were added to the sample, cooled (heated at 95° C. for 30 minutes before 30° C., and then centrifuged (2). Min, 12,000 g) The supernatant was read at 534 nm and the concentration of malondialdehyde was calculated using an extinction coefficient of 1.563 ×10 5 /(mol/L).cm.

다중효소결합면역흡착 분석(Multiplex enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)Multiple enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)

냉동된 조직 샘플들(Frozen tissue samples)은 차가운 스테인리스 스틸 모르타르(mortar)와 막자(pestle)를 사용하여 액체 질소(liquid nitrogen) 하에서 파괴되거나 분쇄되었다. 분말샘플(powdered samples)은 프로테아제(protease) 및 포스파타제 억제제 칵테일((Promega, 미국)이 보충된 RIPA 용해 완충액(Merck, 미국)에 현탁하고, 초음파 균질기(Labsonic, Sartorius, 독일)를 사용하여 얼음위에서 추가로 균질화하였다. 샘플들은 4℃에서 10,000 Хg로 10분동안 원심분리 한후, 상층액을 단백질 용해물(protein lysates)로 수집하여 분취량(aliquots)으로 분리하여 -80°C에서 후속분석(subsequent analysis) 때까지 보관되었다. MILLIPLEX ®MAP Rat Cytokine/Chemokine 자성 비트패널 키드(Merck, 미국)을 사용하여 제조사의 지침에 따라 4°C에서 18시간동안 지속적으로 흔들면서 밤새 배양하여 염증성 사이토카인 (inflammatory cytokines)을 분석하였다. 플레이트 세척(Washing of the plate)은 소형 자성블록(hand-held magnetic block)의 도움을 받았다. TNF-α, IFN-γ, IL-1β에 대한 표준들(Standards)은 제조업체에서 제공되었으며, 각각의 표준들은 중복 실행되었다. 보정된 Luminex ®xMAP platform (Luminex, 미국)을 사용하여 신호를 측정하였고 데이터들은 제조사의 프로토콜(Sigma Aldrich, 미국)에 따라 브래드포드 정량법(Bradford method)을 사용하여 샘플의 단백질 농도로 정규화되었다.Frozen tissue samples were destroyed or crushed under liquid nitrogen using a cold stainless steel mortar and pestle. Powdered samples were suspended in RIPA lysis buffer (Merck, USA) supplemented with protease and phosphatase inhibitor cocktail ((Promega, USA), and ice using an ultrasonic homogenizer (Labsonic, Sartorius, Germany). The samples were further homogenized at 4°C for 10 minutes at 10,000 Хg, then the supernatant was collected as protein lysates, separated into aliquots, and then analyzed at -80°C ( MILLIPLEX ® MAP Rat Cytokine/Chemokine Magnetic Beat Panel Kid (Merck, USA) was incubated overnight at 4°C for 18 hours with continuous shaking according to the manufacturer's instructions. inflammatory cytokines were analyzed Washing of the plate was aided by a hand-held magnetic block Standards for TNF-α, IFN-γ, and IL-1β Signals were measured using a calibrated Luminex ®xMAP platform (Luminex, USA) and data were compiled by the manufacturer's protocol (Sigma Aldrich, USA) and the Bradford method ) To the protein concentration of the sample.

조직학(Histology)Histology

샘플들은 절제시 중성 완충 포르말민(neutral-buffered formalin)에 고정되었다. 경골 샘플들은 5% 포름산(formic acid)에서 72시간동안 지속적으로 교반하면서 석회화를 제거하였고, 24시간마다 석회화제거 용액(decalcifying solution)을 교체해주었다. 그 후, 조직들은 자동화 조직 처리기(Thermo ScientificTM Shandon Excelsior, 미국)를 사용하여 다듬어지고, 탈수되고, 파라핀 왁스(paraffin wax)에 침투되었다. 이어서 샘플들은 파라핀왁스에 고정하였고, microtome을 사용하여 단면화 하였다. 단면화된 샘플들(5 μm 두께)은 헤마톡실린(hematoxylin)으로 15분, 에오신(eosin)으로 5분간 염색되어 광학현미경(light microscope)으로 관찰되었다. 비복근의 경우, 이미지를 10배 확대하여(10X magnification) 캡처되었고, 비복근의 핵수(the number of nucleus)를 ImageJ Cell Counter 소프트웨어를 사용하여 정량화 하였다. 뼈 샘플의 경우, 이미지는 4배로 확대되어 캡쳐되었다.Samples were fixed in neutral-buffered formalin upon resection. Tibial samples were removed from calcification with continuous stirring for 72 hours in 5% formic acid, and the decalcifying solution was replaced every 24 hours. Thereafter, the tissues were trimmed, dehydrated and infiltrated into paraffin wax using an automated tissue processor (Thermo ScientificTM Shandon Excelsior, USA). Subsequently, the samples were fixed in paraffin wax and sectioned using a microtome. Sectioned samples (5 μm thick) were stained with hematoxylin for 15 minutes and eosin for 5 minutes and observed with a light microscope. In the case of the gastrocnemius, the image was captured by magnifying 10 times (10X magnification), and the number of nucleus of the gastrocnemius was quantified using ImageJ Cell Counter software. For the bone sample, the image was captured by magnifying it by 4 times.

피부 탄력Skin elasticity

피부 탄성을 측정하기위해 인장강도 시험기(Shimazu, 일본)가 사용되었다. 0.025 probe를 사용하여 피부 샘플이 부러질 때까지 압력을 가하였다. 그래프가 생성되었고, 탄성강도(elasticity strength)를 그래프의 넓이(area of graph)로 부터 계산하였다,A tensile strength tester (Shimazu, Japan) was used to measure skin elasticity. A 0.025 probe was used to apply pressure until the skin sample broke. A graph was created, and the elasticity strength was calculated from the area of graph,

생화학적 분석Biochemical analysis

혈청 지질 프로파일(총 콜레스테롤 (TC), 중성지방(TG), 저밀도 단백질 (LDL), 고밀도 단백질 (HDL), 간기능 프로파일(총 단백질, 알부민, 글로불린, 일부민/글로불린 비율(AG ratio), 아스파르산 아미노전이효소(AST), 알라닌 아미노전이효소(ALT), 알칼리성 인산분해효소(ALP), 총 빌리루빈), 신장기능 프로파일(나트륨, 요소, 염화물, 칼류므 크레아티닌, 요산, 칼슘, 인산염) 대한 전혈(Whole blood)을 분석하였다.Serum lipid profile (total cholesterol (TC), triglyceride (TG), low density protein (LDL), high density protein (HDL)), liver function profile (total protein, albumin, globulin, somemin/globulin ratio (AG ratio), as Paric acid aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP), total bilirubin), kidney function profile (sodium, urea, chloride, calum creatinine, uric acid, calcium, phosphate) Whole blood was analyzed.

배설물 샘플의 대사산물 검출Metabolite detection in fecal samples

수용성 대사산물(water-soluble metabolites)의 검출은 Tsugawa의 2011년 연구를 토대로 수행되었고, 여기서 샘플은 기체 크로마도크래피 질량분석기(GCMS) 분석전에 유도체화(derivatized) 되었다. 배설물 샘플에서 단쇄지방산(short-chain fatty acids)의 추출은 이전에 수행된 Nakajima의 2017년 연구를 토대로 수행되었다. 분석은 GCMS-TQ8030 Triple Quadrupole Mass Spectrometer (Shimadzu, 일본)의 기체 크로마토그래피 텐덤 질량분석기 플랫폼(chromatography-tandem mass spectrometry platforms)을 사용하였다.The detection of water-soluble metabolites was performed on the basis of Tsugawa's 2011 study, where samples were derivatized prior to gas chromatograph mass spectrometry (GCMS) analysis. The extraction of short-chain fatty acids from fecal samples was based on a previously conducted Nakajima 2017 study. The analysis was performed using a gas chromatography tandem mass spectrometry platform of GCMS-TQ8030 Triple Quadrupole Mass Spectrometer (Shimadzu, Japan).

배설물의 미생물 군집 염기서열 및 분석(Fecal Microbiome Sequencing and Analysis)Fecal Microbiome Sequencing and Analysis

16S rRNA 유전자의 Vl-V2 (27F-338R)영역은 분리된 박테리아 DNA들을 사용하여 증폭되었다. PCR 산물(PCR products)은 이전에 진행된 Kato T의 2014년 연구를 바탕으로 제조되었다. 16S rRNA의 시퀀싱(16S rRNA sequencing)은 제조사의 메뉴얼에따라 454 GS Junior를 사용하여 수행되었다. 결과적인 16S rRNA 판독은 QIIME 파이프라인(QIIME pipeline)을 사용하여 분석되었다.The Vl-V2 (27F-338R) region of the 16S rRNA gene was amplified using isolated bacterial DNAs. PCR products were prepared based on previous Kato T research in 2014. Sequencing of 16S rRNA (16S rRNA sequencing) was performed using 454 GS Junior according to the manufacturer's manual. The resulting 16S rRNA reads were analyzed using the QIIME pipeline.

오픈 필드 테스트(Open Field Test, OFT)Open Field Test (OFT)

오픈필드실험(OFT)은 격자표시(marked grids)가 있는 불투명한 직사각형 상자(32 cm (H) X 38 cm (W) X 52 cm (L))를 사용하여 수행되었다. 각 동물들은 케이지에서 상자로 부드럽게 옮겨졌고, 연이은 3일 동안 매일 5분동안은 상자안을 자유롭게 탐색할 수 있도록 허용되었다. 중앙 및 외부 영역(central and outer zones)으로 진입한 수가 기록되었다. 각 쥐들의 성과(performance) 및 자취(trajectory)는 카메라(GoPro, California, 미국)를 사용하여 기록되었다.The open field experiment (OFT) was performed using an opaque rectangular box (32 cm (H) X 38 cm (W) X 52 cm (L)) with marked grids. Each animal was gently transferred from cage to box and allowed to freely navigate in the box for 5 minutes each day for 3 consecutive days. The number of entries into the central and outer zones was recorded. The performance and trajectory of each rat were recorded using a camera (GoPro, California, USA).

알츠하이머병에 관한 초파리 Drosophila on Alzheimer's disease Drosophila melanogasterDrosophila melanogaster 연구 Research

초파리 준비 (Preparation of stock)Preparation of stock

이 연구에서 사용된 모든 초파리스톡은 Flybase (http://fybase.bio.indiana.edu) 에 등록되어 있으며, 블루밍턴 초파리 스톡센터(Bloomington, 미국)에서 구입하였다: Oregon-R wild type (#5), Glass Multiple Reporter­GAL4 (#1104) (Moses and Rubin, 1991), UAS-A 42 (#33769). 모든 표적발현실험(targeted expression experiments)은 GMR­Gal4를 사용하여 수행되었다. 야생형 대조군의 경우, Oregon-R을 GMR-GAL4와 교배하여 GMR-OreR을 생성한 반면, UAS-A 42을 GMR-GAL4과 교배하여 Aβ을 발현하는 형질전환 초파리 계열의 GMR-Aβ(transgenic Drosophila line GMR-Aβ를 생성하였다. 스톡은 25℃에서 유지되었고, 교배는 29°C에서 유지되었다. 일반먹이(Normal feed)는 4% (w/v) 옥수수 전분(corn starch), 5% (w/v) 폴렌타(polenta), 10% (w/v) 흑설탕(brown sugar), 0.7% (w/v) 한천(agar), 5% (w/v) 열 사멸 효모(heat-killed yeast), 3% (w/v) 니파진(nipagin), 0.7% (w/v) 프로피온산 (propionic acid)등을 끓여서 일정하게 혼합하여 준비되고, 플라스틱 바이알(plastic vials)로 무균적으로 옮겨지기전에 냉각및 응고되어졌다. 모든 먹이는 니파진과 프롤피온산이 없는 상태에서 준비되었다. 100 μL의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 1 x 1011 CFU/mL로 냉각된 먹이(cooled feed)에 응고(solidification)전에 첨가하고, 층류 후드(laminar flow hood)에 응고되도록 한다. DR9이 포함된 신선한 먹이(Fresh feed)는 응고후 2시간 이내에 지정된 초파리 계열에 공급되었다. 교배를 준비하기 위해, 동일한 부모계열의 5-10 마리의 처녀 초파리(Gal4 or UAS 계열)와 5-10 마리의 수컷 초파리(male Drosophila)를 플라스틱 바이알에 먹이와 함께 넣었다. 야생형 대조군 교배는 UAS-Aβ수컷과 교배한 Oregon-R 계통의 처녀암컷을 사용하여 수행되었고, GMR-Aβ교배에는 암컷 GMR-Aβ와 교배한 처녀암컷 UAS-Aβ를 사용하여 수행되었다. 대조군과 형질전환 GMR-Aβ초파리 계열은 DR9이 포함되지 않은 정상먹이로 사육되었다. DR9을 투여한 그룹은 형질전환 GMR-Aβ초파리를 사용하였다. 부모 초파리(Parent Drosophila)는 교배후 4-5일 후에 제거되었다. F1 자손(Fl progenies)은 후속 분석(subsequent analyses)을 위해 각 그룹에서 교배후 10일 후에 수집되었다.All superparistokes used in this study were registered with Flybase (http://fybase.bio.indiana.edu) and were purchased from Bloomington's Drosophila Stock Center (Bloomington, USA): Oregon-R wild type (#5) , Glass Multiple Reporter GAL4 (#1104) (Moses and Rubin, 1991), UAS-A 42 (#33769). All targeted expression experiments were performed using GMRGal4. In the wild-type control, Oregon-R was crossed with GMR-GAL4 to generate GMR-OreR, whereas UAS-A 42 was crossed with GMR-GAL4 to express Aβ. GMR-Aβ was produced, the stock was maintained at 25° C., and the mating was maintained at 29° C. Normal feed 4% (w/v) corn starch, 5% (w/ v) Polenta, 10% (w/v) brown sugar, 0.7% (w/v) agar, 5% (w/v) heat-killed yeast, 3 Prepared by boiling and mixing% (w/v) nipagin, 0.7% (w/v) propionic acid, etc., and cooling and solidifying before being transferred aseptically to plastic vials. All foods were prepared in the absence of nipazin and propionic acid 100 μL of Lactobacillus Permentum DR9 was added to the cooled feed to 1 x 10 11 CFU/mL before solidification, Allow to coagulate in a laminar flow hood Fresh feed containing DR9 was supplied to the designated Drosophila family within 2 hours of coagulation To prepare for mating, 5-10 birds of the same parent line Virgin Drosophila (Gal4 or UAS series) and 5-10 male Drosophila (male Drosophila) were placed with food in plastic vials. Wild-type control matings were made using virgin females of the Oregon-R line that crossed with UAS-Aβ males. The GMR-Aβ crossing was carried out using virgin female UAS-Aβ crossing with female GMR-Aβ Control and transgenic GMR-Aβ Drosophila were bred on normal feeds that did not contain DR9. One group used transgenic GMR-Aβ Drosophila. Parent Drosophila was removed 4-5 days after mating. Fl progenies were collected 10 days after mating in each group for subsequent analyses.

주사전자현미경(Scanning electron micrograph)Scanning electron micrograph

각 그룹의 10마리의 자손(progenies)들은 0.1M 인산염 완충액(phosphate buffer)과 4% 포름알데히드 (formaldehyde)를 함유한 4℃의 McDowell-Trump 고정액(McDowell-Trump fixative (Sigma-Aldrich))에서 밤새 고정되었다. 표본들은 인산염 완충액으로 세번 세척하고, 1% (w/v) 사산화오스뮴(osmium tetroxide (Sigma-Aldrich))에서 25℃에서 1시간 동안 후고정 되었다. 그 다음, 표본들은 증류소(distilled water)로 세척후, 50%, 75%, 95% 그리고 100%의 에탄올(ethanol)에 차례로 각각 15분씩 탈수시켰다. 탈수된 표본들은 헥사메틸디실라잔 (hexamethyldisilazane, HDMS (Sigma))에 10분동안 담든다. 표본들은 데시케이터(desiccator)에서 밤새 공기 건조되었다. 건조된 표본들(dried specimens)을 장착하고, 금으로 코팅하여 주사전자 현미경(SU8010; Hitachi Ltd., 일본)을 통해 관찰되었다.Ten progenies of each group were overnight in McDowell-Trump fixative (Sigma-Aldrich) at 4℃ containing 0.1M phosphate buffer and 4% formaldehyde. Fixed. Samples were washed three times with phosphate buffer, and post-fixed in 1% (w/v) osmium tetroxide (Sigma-Aldrich) at 25° C. for 1 hour. Then, the samples were washed with distilled water and then dehydrated in 50%, 75%, 95% and 100% ethanol for 15 minutes each. Dehydrated specimens are immersed in hexamethyldisilazane (HDMS (Sigma)) for 10 minutes. Specimens were air dried overnight in a desiccator. Dried specimens were mounted, coated with gold, and observed through a scanning electron microscope (SU8010; Hitachi Ltd., Japan).

결과 및 결론Results and conclusion

실시예 1: 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 AMPK 활성화, 텔로미어 단축방지, 지질 과산화 감소 및 신체 지구력 향상을 통해 노화징후를 늦추어 준다. Example 1 : Lactobacillus fermentum DR9 slows the signs of aging by activating AMPK, preventing telomere shortening, reducing lipid peroxidation, and improving body endurance.

체외 세포배양 연구 결과In vitro cell culture research results

DR9은 양성대조군에 비해 더 높은 AMPK 활성화를 보였으며, 그 결과는 도 1a에서 보여준다. DR9은 AMPK 억제제인, 도소모핀 (Dorsormophin)의 존재하에서 높은 AMPK 활성화를 보여주며, 그 결과는 도 1b에 보여주는 바와 같다. DR9의 무세포상층액에 의한 AMPK 인산화는 도 2a 및 2b에서 보여주는 바와 같이, 7개의 다른 세포주들에서 추가적으로 테스트되었다. DR9의 무세포상층액은 U2OS 세포에서 AMPK 활성화를 효과적으로 촉진하며, 투약되지 않은 양성 대조군에 비해 높은 AMPK 활성화를 나타내었다. DR9의 무세포상층액은 SH-SY5Y, OVCAR3 및 DU145세포와 테스트 하였을때, 미미한 AMPK 활성화를 나타내었다.DR9 showed higher AMPK activation compared to the positive control group, and the results are shown in FIG. 1A. DR9 shows high AMPK activation in the presence of an AMPK inhibitor, Dorsormophin, and the results are as shown in FIG. 1B. AMPK phosphorylation by the cell-free supernatant of DR9 was additionally tested in 7 different cell lines, as shown in Figs. 2A and 2B. The cell-free supernatant of DR9 effectively promoted AMPK activation in U2OS cells, and showed higher AMPK activation compared to the untreated positive control. The cell-free supernatant of DR9 showed insignificant AMPK activation when tested with SH-SY5Y, OVCAR3 and DU145 cells.

동물실험 결과Animal test results

D-갈락토오스를 통한 노화 유도후, 노화된 쥐들의 텔로미어 길이는 어린쥐들과 비교시 상당히 짧아졌고, 그 결과는 도 3a (A)에 도시된 바와 같다. 노화가 유도된 쥐들의 락토바실러스(Lactobacillus) 투약은 테롤미어 길이의 개선을 나타내었고, 노화된 쥐들과 비교시, DR9을 투약한 그룹에서 높은 개선이 나타났다. 메트포민(Metformin)은 노화된 쥐들과 비교시, 텔로미어 길이 단축을 상당하게 예방하였다.After induction of aging through D-galactose, the telomere length of the aged rats was considerably shortened compared to that of the young rats, and the results are as shown in FIG. 3A (A). Lactobacillus administration of aging-induced rats showed an improvement in terolmere length, and compared with aged rats, a high improvement was found in the DR9-treated group. Metformin significantly prevented telomere shortening compared to aged rats.

지질(Lipids)은 산화되기 쉬우며 지질과산화 생성물(lipid peroxidation products)은 산화 스트레스(oxidative stress)에 대한 잠재적인 생체지표 (biomarker)로 자주 보고되고 있다. 말론디알데히드(malondialdehyde, MDA) 농도를 측정하여 혈청내 지질 과산화(Serum lipid peroxidation)를 측정하였다. 혈청내 MDA 수치는 어린그룹(young group)과 비교시 노화된 그룹(aged group)에서 상당히 높았다 (P<0.05). 노화된 그룹과 비교시, aged-DR9그룹은 도 3a (B)에 도시된 바와 같이, 혈청내 MDA 농도는 현저히 낮았다(P<0.05).Lipids are susceptible to oxidation, and lipid peroxidation products are frequently reported as potential biomarkers for oxidative stress. Serum lipid peroxidation was measured by measuring malondialdehyde (MDA) concentration. Serum MDA levels were significantly higher in the aged group compared to the young group (P<0.05). Compared with the aged group, the aged-DR9 group had a significantly lower serum MDA concentration (P<0.05), as shown in FIG. 3A (B).

운동부하검사(treadmill exhaustion test)의 결과는 도 3b (C)에 도시된 바와 같다. 달린 거리(Running distance)는 모든 투약(all treatments)에 의해 영향을 받지 않았지만, 시간(time), 속도(speed), 일(work) 그리고 파워(power)는 노화 유도에 크게 영향을 받았다. 달린 시간, 속도, 일 그리고 파워등은 어린 쥐들과 비교시 노화된 쥐들에서 현저히 낮았다. DR9은 노화가 운동능력에 미치는 악영향(adverse effects)을 개선할 수 있었으며, 노화된 쥐들에 비해 달린 시간, 속도, 일 그리고 파워에서 성능을 향상시켰다.The results of the treadmill exhaustion test are as shown in FIG. 3B (C). Running distance was not affected by all treatments, but time, speed, work, and power were significantly affected by the induction of aging. Running time, speed, work and power were significantly lower in aged rats compared to younger rats. DR9 was able to ameliorate the adverse effects of aging on exercise performance and improved performance in running time, speed, work and power compared to aged rats.

도 3c (D)에 도시된 바와 같이, 노화시 p53 유전자 발현이 증가한 반면, DR9은 근육 (비복근) 및 뼈(경골)내 p53유전자 발현을 감소시켰으며, 도 3b (C)에 도시된 바와 같이, 노화된 쥐들의 향상된 운동능력(motor function)과 관련이 있으며, 이는 뼈와 근육의 노화에 대한 잠재적인 보호(potential protection)를 나타낸다.As shown in FIG. 3C (D), p53 gene expression increased upon aging, whereas DR9 decreased p53 gene expression in muscles (gastric muscles) and bones (tibia), as shown in FIG. 3B (C). , It is associated with improved motor function in aged rats, which represents a potential protection against aging of bones and muscles.

결론:conclusion:

총 18종의 유산균 (lactic acid bacteria, LAB)을 수명 연장(lifespan extension)을 조정하는 세포내 에너지 센서인 AMPK를 활성화하여 평가되었다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 무세포 상측액은 AMPK의 더 높은 활성화를 나타내어 추가적으로 평가되었다. DR9에 의한 AMPK의 인산화 (phosphorylation)는 AMPK-억제제로 알려진 화합물-C와 비교시 (P<0.05), 연구된 대부분의 세포주(cell lines)에서 분명하였다. D-갈락토오스(D-galactose, D-gal)를 통해 조기 노화 (premature senescent)가 유도된 Sprague-Dawley 쥐들을 사용하여, 12주간 DR9을 매일 쥐당 10 log CFU의 투약한 D-갈락토오스 처리된 쥐들은 처리되지 않은 대조군과 비교하여 텔로미어 길이 단축을 예방하였다. DR9은 간에서 AMPKα1의 유전자 발현을 증가시켜 처리되지 않은 대조군과 비교하여 활성화를 나타낸다. DR9은 처리되지 않은 대조군에 비해 혈중 지질과산화(lipid peroxidation)를 낮추어 산화 스트레스 감소를 나타낸다. 운동부하검사에서는, DR9을 투약한 쥐들은 처리되지 않은 대조군과 비교시 더 오랫동안 달리고, 더 빠른 속력과 더 높은 일과 파워를 보이며, 더 나은 신체 지구력(physical endurance)을 나타내었다. DR9은 대조군과 비교시 비복근과 경골에서 노화의 생체 지표로 알려진 p53의 유전자 발현을 낮추었다. 시험관내 세포배양과 생체 노화된 쥐 모델을 사용하여, 본 연구는 연령 관련장애(age-related impairment)를 완화하는데 있어서 DR9의 잠재력을 보여주었다.A total of 18 lactic acid bacteria (LAB) were evaluated by activating AMPK, an intracellular energy sensor that regulates lifespan extension. The cell-free supernatant of Lactobacillus fermentum DR9 showed higher activation of AMPK and was further evaluated. Phosphorylation of AMPK by DR9 was evident in most of the cell lines studied when compared to Compound-C, known as an AMPK-inhibitor (P<0.05). Using D-galactose (D-gal)-induced premature senescent Sprague-Dawley rats, D-galactose-treated rats administered DR9 daily for 12 weeks at 10 log CFU per rat were treated with D-galactose (D-gal). Compared to the untreated control group, telomere shortening was prevented. DR9 increases gene expression of AMPKα1 in the liver, indicating activation compared to untreated controls. DR9 shows a decrease in oxidative stress by lowering lipid peroxidation in blood compared to the untreated control group. In exercise tolerance tests, mice treated with DR9 ran longer, showed faster speed, higher work and power, and showed better physical endurance compared to the untreated control group. DR9 lowered the gene expression of p53, which is known as a biomarker of aging, in the gastrocnemius and tibia compared to the control group. Using in vitro cell culture and in vivo aged rat models, this study demonstrated the potential of DR9 in alleviating age-related impairment.

실시예 2: 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 근육과 뼈의 퇴행을 예방하고 치료한다. Example 2: Lactobacillus Fermentum DR9 prevents and treats muscle and bone degeneration.

동물 실험 결과Animal test results

항산화 유전자(Antioxidative gene), 수퍼옥사이드 디스뮤타제(superoxide dismutase, SOD)는 산화 스트레스를 극복하기 위한 1차 방어 항산화제 (antioxidants)와 연관이 있다. 노화된 쥐들은 어린 쥐들과 비교할 때, SOD 발현이 현저하게 감소하였다. 도 4a (A)에 도시된 바와 같이, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약한 노화된 쥐들은 노화된 쥐들과 비교시 비복근과 경골에서 SOD 수치가 증가함을 나타내었다.Antioxidative genes, superoxide dismutase (SOD), are associated with primary defense antioxidants to overcome oxidative stress. Aged mice significantly decreased SOD expression when compared to young mice. As shown in FIG. 4A (A), aged rats dosed with Lactobacillus fermentum DR9 showed an increase in SOD levels in the gastrocnemius muscle and tibia when compared with the aged rats.

AMPKα2는 운동능력을 조절하는데 있어서 중요한 역할을 담당한다. 12주간의 D-갈락토오스를 투여후, 노화된 쥐들의 비복근내 AMPKα2의 발현은 어린 쥐들과 비교하여 (P=0.012) 72%까지 감소하였다. 그러나, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 투약은 도 4a (B)에 도시된 바와 같이, AMPKα2의 발현이 노화된 쥐보다 각각 2.7배 (P=0.029) 더 높게 증가하였다.AMPKα2 plays an important role in regulating exercise capacity. After 12 weeks of administration of D-galactose, the expression of AMPKα2 in the gastrocnemius muscle of aged rats decreased by 72% compared to that of young rats (P=0.012). However, administration of Lactobacillus fermentum DR9 increased the expression of AMPKα2 2.7 times (P=0.029) higher than that of aged mice, respectively, as shown in FIG. 4A (B).

낮은 IGF-1은 골격근(skeletal muscles)에서 근관(myotubes)의 분화에 영향을 주어 근육의 크기와 기능을 손상시킨다. 노화된 쥐들은 어린 대조군 (P=0.015) 비교시, IGF-1의 감소된 발현을 나타낸 반면, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 투약은 노화된 쥐들과 비교시 IGF-1 수치 (P=0.042)를 현저히 증가시켰다. 노화된 쥐의 근육에서 MyoD의 높은 발현은 어린 대조군(P=0.036)에 비해 노화 쥐들의 MyoD의 높은 발현에 대한 퇴행 결과를 극복하기 위해 보상적 근신생(compensatory myogenesis)을 활성화하려는 세포들 때문이다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 도 4b (C)에 도시된 바와 같이, 노화된 쥐들 (P<0.05)과 비교하여 MyoD 수치를 현저하게 감소시켰다.Low IGF-1 affects the differentiation of myotubes from skeletal muscles, impairing muscle size and function. Aged mice showed decreased expression of IGF-1 when compared to the young control group (P=0.015), whereas administration of Lactobacillus fermentum DR9 significantly increased IGF-1 levels (P=0.042) compared to the aged mice. Increased. The high expression of MyoD in the muscles of aged rats is due to cells trying to activate compensatory myogenesis to overcome the regression consequences of the high expression of MyoD in aged rats compared to the young control group (P=0.036). . Lactobacillus fermentum DR9 significantly reduced MyoD levels compared to aged mice (P<0.05), as shown in FIG. 4B (C).

노화 중에 골질량과 골밀도의 손실은 골흡수(파골세포 형성)가 골형성(조골세포 형성)을 앞서가기 때문이다. TNF-α and IL-1β는 파골세포 분화(osteoclast differentiation)에서 신호분자(signal molecules)로 작용하고 파골세포 특이마커 (TRAP)는 파골세포 지표이다. 결과는 TNF-α 발현이 노화 쥐 들에서 어린 쥐들(P<0.001)보다 4.4 배 더 높은 것으로 나타났다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 노화된 쥐들과 비교시 사이토카인(P=0.005)의 발현을 개선하였다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 도 4c (D)에 도시된 바와 같이, 노화된 쥐들과 비교시 IL-6와 TRAP의 발현을 현저히 감소시킴을 나타내었다.The loss of bone mass and bone density during aging is because bone resorption (osteoblast formation) precedes bone formation (osteoblast formation). TNF-α and IL-1β act as signal molecules in osteoclast differentiation, and osteoclast-specific marker (TRAP) is an osteoclast indicator. The results showed that TNF-α expression was 4.4 times higher in aging mice than in young mice (P<0.001). Lactobacillus fermentum DR9 improved the expression of cytokines (P=0.005) when compared with aged mice. Lactobacillus fermentum DR9 was shown to significantly reduce the expression of IL-6 and TRAP when compared to the aged mice, as shown in Figure 4c (D).

면역반응(immune response)과 관련된 단백질 발현(protein expression), 인터루킨 1-베타(IL-1β), 인터페론 감마(IFN-γ)등이 분석되었다. 노화 쥐들의 경골에서 IL-1β의 현저한 증가가 어린 쥐들 (P<0.001) 보다 90% 더 높게 나타났다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 노화된 대조군(P<0.05) 과 비교하여 IL-1β의 수치를 낮추었다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 투약은 도 4d (E)에 도시된 바와 같이, 노화 쥐들의 비복근내 IFN-γ의 수치를 감소시킴을 나타내었다.Protein expression related to immune response, interleukin 1-beta (IL-1β), interferon gamma (IFN-γ), etc. were analyzed. Significant increase in IL-1β in tibia of aged rats was 90% higher than that of young rats (P<0.001). Lactobacillus fermentum DR9 lowered the level of IL-1β compared to the aged control group (P<0.05). Dosing of Lactobacillus fermentum DR9 was shown to reduce the level of IFN-γ in the gastrocnemius muscle of aging mice, as shown in FIG. 4D (E).

도 5a b에 도시된 바와 같이, 노화 쥐들의 비복근내 근핵(근육 세포의 핵)의 양이 고갈되고, 근핵의 배열(arrangement of myonuclei)이 서로 멀리 떨어져 있는 것이 관찰되었다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약한 노화 쥐는 도 5a c에 도시된 바와 같이, 근섬유(myofibers)에서 매우 조밀한 배열과 함께 근핵의 증가를 나타내었다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약한 노화 쥐는 근섬유에서 매우 조밀한 배열과 함께 근핵의 극적인 증가를 나타내었고, 도 5b e에 도시된 바와 같이, 노인 쥐들(P<0.001)에 비해 3배의 근핵 양을 발휘하였다. 근위 경골 (proximal tibia)에서, 도 6a에 도시된 바와 같이 얇은 네트워크로 드물게 배열된 노화 쥐들과 비교시 어린 쥐들은 도 6a에 도시된 바와 같이, 정돈되게 배열된 정상적인 뼈 섬유주 (bone trabeculae)를 나타내고 있다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약한 노화 쥐들은 노화 쥐들과 비교시 정돈된 네트워크의 뼈 섬유주, 부피가 크고 더 푹신한 뼈, 골수지방(marrow adiposity)이 적음을 나타내었다. 성장판 (growth plate)의 밀도는 도 6b에 도시된 바와 같이 노화 대조군에 비해 도 6a에 도시된 바와 같이 어린 쥐에서 더 높았다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약한 쥐들은 성장판의 상당한 개선을 나타내었다.As shown in FIG. 5a b, it was observed that the amount of myocardium (nuclei of muscle cells) in the gastrocnemius of aging mice was depleted, and the arrangement of myonuclei was far apart from each other. As shown in Fig. 5ac, the aged rats dosed with Lactobacillus fermentum DR9 showed an increase in myocardium with a very dense arrangement in myofibers. The aging mice dosed with Lactobacillus fermentum DR9 showed a dramatic increase in myocardium with a very dense arrangement in myofibrils, and as shown in Fig.5b e, the amount of myocardium was three times higher than that of the elderly mice (P<0.001). Exerted. In the proximal tibia, as compared to the aging mice, which are rarely arranged in a thin network as shown in FIG. 6A, the young rats show a normal bone trabeculae arranged in an orderly manner, as shown in FIG. 6A. have. As shown in FIG. 6C, aging mice dosed with Lactobacillus fermentum DR9 showed less ordered network of bone trabecular lines, larger and more fluffy bones, and less marrow adiposity as compared to aging mice. The density of the growth plate was higher in young mice as shown in FIG. 6A compared to the aging control group as shown in FIG. 6B. As shown in FIG. 6C, mice dosed with Lactobacillus fermentum DR9 showed significant improvement of the growth plate.

결론:conclusion:

DR9의 노화방지 메커니즘(anti-aging mechanism)은 D-갈락토오스로 노화가 유도된 쥐의 비복근과 경골에 대해 평가되었다. DR9은 투약되지 않은 노화 쥐들에 비해 비복근과 경골에서 SOD의 개선된 발현과 비복근에서 AMPKα2의 개선된 발현을 나타내었다. DR9은 또한 노화 대조군과 달리 IGF-1의 mRNA 발현을 증가시키면서 MyoD의 발현을 감소시켰다. 또한 DR9은 노화 대조군과 비교하여 경골에서 IL-6, TNF-α 및 TRAP의 발현을 감소시키고, IL-1β 경골 그리고 비복근내 IFN-γ의 발현 또한 감소시켰다. DR9을 투약한 쥐들의 비복근은 투약하지 않은 노화 쥐들에 비해 근섬유의 밀도높은 배열과 함께 더 많은 수의 근핵(근육 세포의 핵)을 가지고 있다. DR9을 투약한 쥐들의 경골은 얇은 네트워크로 드물게 배열된 투약되지 않는 노화 쥐들에 비해 더 적은 골수 지방(marrow adiposity)을 동반하면서 더 깔끔하게 배열되고 정상적인 골 섬유주(bone trabeculae)를 보여주었다. 생체 노화된 쥐 모델을 사용하여 본 연구는 근육 및 뼈 손상을 완화하는데 있어서 DR9 균주의 잠재력을 보여주었다.The anti-aging mechanism of DR9 was evaluated in the gastrocnemius and tibia of rats induced by D-galactose. DR9 showed improved expression of SOD in gastrocnemius muscle and tibia and improved expression of AMPKα2 in gastrocnemius muscle compared to untreated aging mice. DR9 also decreased the expression of MyoD while increasing the mRNA expression of IGF-1, unlike the aging control. In addition, DR9 decreased the expression of IL-6, TNF-α and TRAP in the tibia compared to the aging control group, and also decreased the expression of IFN-γ in the tibia of IL-1β and gastrocnemius. The gastrocnemius muscles of DR9-treated rats had a higher number of myocytes (nuclei of muscle cells) with a denser array of muscle fibers than those of aging rats that did not. The tibia of DR9-treated rats showed a neatly arranged and normal bone trabeculae with less marrow adiposity compared to the undosed aging rats, which were rarely arranged in a thin network. Using an in vivo aged rat model, this study demonstrated the potential of the DR9 strain in alleviating muscle and bone damage.

실시예 3: 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 불균형한 장내 세균 집단 및 대사산물 농도에 대하여 장을 조절한다. Example 3 : Lactobacillus fermentum DR9 regulates the gut against an unbalanced gut bacterial population and metabolite concentration.

노화 모델을 사용한 동물 연구 결과Animal study results using an aging model

문 수준(phylum level)에서, 총 12개의 문이 검출되었고, 어떤 문에도 포함되지 않는 서열은 “분류되지 않음 (unclassified)”으로 표시되었다. 주요 문인 후벽균(Firmicutes), 의간균(Bacteroidetes) 및 방선균(Actinobacteria)은 도 7a에서 도시된 바와 같이, 확인된 전체 문의 93%를 차지하였다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 노화된 쥐들의 문의 변화(changes of phylum)를 어린 쥐들과 비슷하게 복원할 수 있다. 후벽균과 의간균 문이 장내 장미생물의 거의 90%를 차지하였다. 후벽균/의간균 비율 (F/B ratio)은 동물과 사람 모두의 자연노화 과정(natural aging process)에서 급격하게 감소함을 관찰되었다. 그러나 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 도 7b에서 도시된 바와 같이 노화된 쥐들의 후벽균/의간균 비율을 어린 쥐들과 유사한 수준으로 회복시킬 수 있다.At the phylum level, a total of 12 phylogenies were detected, and sequences not included in any phylogeny were marked as “unclassified”. As shown in Fig. 7a, the main phylums, Firmicutes, Bacteroidetes, and Actinobacteria, accounted for 93% of all confirmed phylums. Lactobacillus fermentum DR9 can restore changes of phylum in aged rats similar to that of young rats. The posterior bacillus and pseudobacilli occupied almost 90% of the rose organisms in the intestine. It was observed that the F/B ratio decreased rapidly during the natural aging process of both animals and humans. However, Lactobacillus fermentum DR9 can restore the ratio of posterior bacillus bacillus / bacillus bacillus in aged rats to a level similar to that of young rats, as shown in FIG. 7B.

박테로이드균내 유기체는 기회주의적 병원체(opportunistic pathogens)로 문서화되었으며, 가장 일반적으로 확인된 종은 농양 형성(abscess formation)을 일으키는 B. Fragilis이다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 그룹은 도 7c에서 도시된 바와 같이, 블라우티아(Blautia) 및 락토바실러스(Lactobacillus) 속에 더 풍부한 박테리아를 가지고 있다. 블라우티아는 결장(colon)에서 복합 다당류(complex polysaccharides)를 분해하는 것으로 알려져 있으므로, 따라서 영양소 동화 (nutrient assimilation)에 있어서 중요한 역할을 하며, 락토바실러스와 같은 프로바이오틱(probiotics)은 블라우티아가 풍부한 장내 집단을 장려하는 것으로 잘 문서화 되어있다.Organisms within the bacterium have been documented as opportunistic pathogens, and the most commonly identified species is B. Fragilis, which causes abscess formation. Lactobacillus buffer momentum DR9 group has a more rich in bacteria, Blau thiazole (Blautia) and Lactobacillus (Lactobacillus), as illustrated in Fig. 7c. Blautia is known to break down complex polysaccharides in the colon, so it plays an important role in nutrient assimilation, and probiotics such as Lactobacillus are known to degrade complex polysaccharides in the colon. It is well documented as encouraging a rich gut group.

단쇄 지방산(Short Chain Fatty Acid)은 숙주의 에너지원(energy source) 역활을 하여 건강을 조절하고 특히 비만(obesity)과 면역(immunity)에서 대사증후군 (metabolic syndrome)을 조절한다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 도 8a (A)에 도시된 바와 같이, 노화된 쥐들의 장 SCFA 대사산물 (gut SCFA metabolites)을 어린쥐들과 유사한 수준으로 복원할 수 있다. 도 8a (B)에 도시된 바와 같이, 메트포민 (metformin)을 투약한 노화된 쥐들과 어린 쥐 들을 밀접하게 그룹화하고, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약한 노화된 쥐들을 한 군집으로 분류한 결과, 뚜렷한 클러스터 (Distinct clusters)가 발견되었다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약한 노화된 쥐들은 어린 쥐들과 유사한 장 수용성 대사산물 (gut water soluble metabolites)을 가지고 있었다.Short Chain Fatty Acid acts as an energy source of the host to regulate health, especially in obesity and immunity, and metabolic syndrome. Lactobacillus fermentum DR9 can restore the intestinal SCFA metabolites of aged mice to a level similar to that of young mice, as shown in FIG. 8A (A). As shown in Figure 8a (B), metformin (metformin)-administered aged rats and young rats were closely grouped, and Lactobacillus fermentum DR9-administered aged rats were classified into one cluster. Distinct clusters were discovered. Aged mice treated with Lactobacillus fermentum DR9 had gut water soluble metabolites similar to those of young mice.

락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약받은 노화된 쥐들은 도 8b (C)에서 도시된 바와 같이, 노화 대조군에 비해 배설물내 5-옥소프롤린 (P<0.05)의 양을 크게 개선하였다. 5-옥소프롤린은 글루타티온 대사(glutathione metabolism)에 관여하며 글루타티온(glutathione)은 산화 스트레스(oxidative stress)로 인해 활성 산소종 (reactive oxygen species)을 제거하는 황산화제 (antioxidant)이다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약한 노화된 쥐들의 후벽균 문(Firmicutes phyla)에는 긍정적인 변화 (alteration)가 있는 반면, 노화된 쥐들은 낮은 후벽균 수치와 함께 장 대사산물의 변화와 문의 가능한 상관관계(possible correlation)를 강조하는 5-옥소프롤린의 감소를 나타내었다.As shown in Figure 8b (C), the aged rats receiving Lactobacillus fermentum DR9 significantly improved the amount of 5-oxoproline (P<0.05) in feces compared to the aging control group. 5-Oxoproline is involved in glutathione metabolism, and glutathione is an antioxidant that removes reactive oxygen species due to oxidative stress. Firmicutes phyla in aged rats treated with Lactobacillus fermentum DR9 had a positive alteration, whereas in aged rats, there was a probable correlation with changes in intestinal metabolites with low posterior bacillus levels. It showed a decrease in 5-oxoproline, highlighting the possible correlation.

만성 염증은 노화의 흔한 현상이지만, D-갈락토오스를 통해 노화가 유도된 쥐들의 결장에서는 관찰되지 않았다. 그러나, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 도 8b (D)에서 도시된 바와 같이, 장에서 전염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokines) TNF-α and IFN-γ을 경감시켰다. 프로바이오틱스는 체외(in-vitro) 그리고 체내(in-vivo) 모두에서 면역 조절 특성을 나타내는 것으로 잘 문서화 되어있다. Chronic inflammation is a common phenomenon of aging, but it was not observed in the colon of mice whose aging was induced through D-galactose. However, Lactobacillus fermentum DR9 alleviated pro-inflammatory cytokines TNF-α and IFN-γ in the intestine, as shown in FIG. 8B (D). Probiotics are well documented to exhibit immunomodulatory properties both in-vitro and in-vivo.

Aging-HFD 모델을 이용한 동물 실험 결과Animal experiment results using aging-HFD model

Aged-HFD-DR9 그룹은 도 9a에 도시된 바와 같이, Aged-HFD 그룹과 비교시, 유익한 미생물 (P<0.05) 인 블라우티아 (Blautia)가 훨씬 더 풍부하였다. Aged-HFD 그룹의 블라우티아 속 (The genus Blautia)은 도 9b에 도시된 바와 같이, 대략 16% 정도였고, 락토바실러스 퍼멘텀 DR9 투약후에는 대략 30%로 크게 증가하였다.The Aged-HFD-DR9 group was much more abundant in Blautia, a beneficial microorganism (P<0.05), compared to the Aged-HFD group, as shown in FIG. 9A. The genus Blautia of the Aged-HFD group was approximately 16%, as shown in FIG. 9B, and increased significantly to approximately 30% after administration of Lactobacillus permentum DR9.

블라우티아는 부티레이트 생산자(butyrate producer)로 알려져 있으며, 이는 도 10a a에 도시된 바와 같이, 배설물 샘플(fecal sample)내 블라우티아와 부티레이트 사이의 긍정적인 상관관계(positive correlation)가 있는 것으로 보고되었다. 고지방 식단(High Fat Diet)은 도 10b에서 도시된 바와 같이, 배설물내 아세테이트(acetate) 및 프로피오네이트(propionate)의 농도를 감소시켰다. 그러나, Aged-HFD-DR9 그룹은 Aged-HFD 그룹에 비해 배설물 내 아세테이트(acetate) 및 프로피오네이트(propionate)의 농도를 현저하게 높았다(P<0.05). 프로피오네이트와 아세테이트는 혈장(plasma) 및 간 지방산 함량(hepatic fatty acid content)을 줄여 장 질환(gut diseases)을 완화시키고, 콜레스테롤을 낮추며, 잠재적으로는 인슐린 민감성(insulin sensitivity)을 개선시킬 수 있다.Blautia is known as a butyrate producer, and it has been reported that there is a positive correlation between Blautia and butyrate in a fecal sample, as shown in Fig. 10A. . The High Fat Diet reduced the concentration of acetate and propionate in feces, as shown in FIG. 10B. However, the Aged-HFD-DR9 group had significantly higher concentrations of acetate and propionate in feces compared to the Aged-HFD group (P<0.05). Propionate and acetate can reduce plasma and hepatic fatty acid content to alleviate gut diseases, lower cholesterol, and potentially improve insulin sensitivity. .

결론: conclusion:

노화 모델에서, 후벽균/의간균의 비율 (ratio of Firmicutes/Bacteroidetes)은 현저하게 낮아졌고, DR9의 투약은 문 수준(phylum level)에서 그 비율이 증가하였다. 속 수준에 대한 연구는 DR9을 투약한 쥐들은 락토바실러스와 블라우티아를 촉진시키는, 반면 노화 쥐들에 비하여 박테로이드의 개체수를 감소시켰다. DR9을 투약한 쥐들의 배설물내 단쇄 지방산(SCFA)과 수용성 대사산물 프로파일은 투약되지 않은 노화 쥐들에 비해 어린 쥐들의 것과 유사하였다. 배설물내 수용성 대사산물 분석은 D-갈락토오스를 통해 유도된 노화는 5-옥소프롤린 감소와 같은 아미노산 대사(amino acids metabolism)에 사장 큰 영향을 미쳤지만, DR9의 투약은 이러한 감소를 방지함을 나타내었다. DR9은 또한 투약하지 않은 노화 쥐들과 비교하여 인터페론-감마(interferon gamma, IFN-γ) 및 종양괴사인자-알파(tumour necrosis factor alpha, TNF-α)의 사이토카인 수치를 감소시켰다. Aged-HFD 모델에서, 수컷 Sprague-Dawley 쥐들에게 고지방식단 (HFD)를 먹이고 12주 동안 D-갈라토오스(D-galactose)를 주입하여 노화를 유도하였다. DR9의 투약은 HFD-age 대조군과 비교하여 블라우티아의 장내 농도를 증가시켰다. 배설물의 수용성 대사산물의 분석은 DR9의 투약이 HFD-age 대조군과 비교하여 트립토판(tryptophan), 류신(leucine), 티로신(tyrosine), 시스테인(cysteine), 메티오닌(methionine), 발린(valine) 및 라이신(lysine)과 같은 아미노산 대사와 관련된 화합물의 배설물내 높은 함량을 이끌었고, 아세테이트(acetate) 및 프로피오네이트(propionate)와 같은 더 높은 배설물내 SCFA로 이끌어냄을 나타내었다. 생체 동물 모델을 사용하여, 본 연구는 장 환경과 건강을 조절하는데 있어서 DR9 균주의 잠재력을 나타내고 있다.In the aging model, the ratio of Firmicutes/Bacteroidetes (ratio of Firmicutes/Bacteroidetes) was significantly lowered, and DR9 administration increased the ratio at the phylum level. Studies on genus levels showed that DR9-treated mice promoted lactobacillus and blutia, while reducing the number of bacteroids compared to aging mice. The profiles of short-chain fatty acids (SCFA) and soluble metabolites in the feces of DR9-treated rats were similar to that of young rats compared to non-dose aged rats. Analysis of soluble metabolites in feces showed that D-galactose-induced aging had a significant effect on amino acids metabolism, such as 5-oxoproline reduction, but DR9 administration prevented this reduction. . DR9 also reduced cytokine levels of interferon gamma (IFN-γ) and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) compared to untreated aging mice. In the Aged-HFD model, male Sprague-Dawley mice were fed a high fat diet (HFD) and D-galactose was injected for 12 weeks to induce aging. Dosing of DR9 increased the intestinal concentration of Blautia compared to the HFD-age control. The analysis of water-soluble metabolites of excreta showed that DR9 administration compared with HFD-age control group, tryptophan, leucine, tyrosine, cysteine, methionine, valine and lysine. It has been shown to lead to a high content in the excretion of compounds related to amino acid metabolism such as (lysine), and lead to higher excretory SCFAs such as acetate and propionate. Using an in vivo animal model, this study demonstrates the potential of the DR9 strain in regulating the intestinal environment and health.

실시예 4. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 지질 대사를 강화하고 NAFLD를 완화시킨다. Example 4. Lactobacillus Fermentum DR9 enhances lipid metabolism and alleviates NAFLD.

동물 실험 결과Animal test results

스테아로일-CoA 불포화 효소 1(Stearoyl-CoA desaturase 1, SCD1)은 간 지질 합성(hepatic lipid synthesis) 및 β-산화(β-oxidation)를 조절하는 중요한 제어점 (critical control point)이다. 간내 SCD1의 mRNA 발현 수치는 HFD 그룹과 비교했을 때 도 11a (A)에 도시된 바와 같이, HFD-DR9 그룹에서 현저하게 하향 조절되었다 (P<0.05). IL-6의 유전자 발현은 ND 그룹과 비교시 HFD 그룹에서 현저히 낮았다. HFD 쥐들의 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 투약은 IL-6의 발현을 현저하게 상향 조절하였고, 이는 도 11a (B)에 도시된 바와 같이, 정상 식단의 쥐들과 유사한 수준이다. ABCG5는 ABC 수송체(ABC transporters)의 일부이면서 간으로부터 스테롤 배설 (sterol excretion)을 증가시키는 이종이량체 (ABCG5/G8)의 역할을 한다. 고지방 식단(High fat diet, HFD)은 ABCG5 (P<0.05)의 mRNA 발현을 현처히 감소시키는 반면, 도 11a (C)에 도시된 바와 같이, HFD-DR9 (P<0.05) 그룹에서는 이 발현이 현저히 상향 조절 되었다. DR9을 투약한 노화된 쥐들은 도 11B (D)에 보여 지듯이, 정상적으로 노화된 쥐들과 비교하여 낮은 혈청 중성지방(serum triglycerides), 콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤(LDL-cholesterol) 수치를 나타내었다. DR9은 연구된 다른 생화학적 매개변수(biochemical parameters)에 해로운 영향을 미치지 않았다.Stearoyl-CoA desaturase 1 (SCD1) is a critical control point that regulates hepatic lipid synthesis and β-oxidation. The mRNA expression level of SCD1 in the liver was significantly down-regulated in the HFD-DR9 group as shown in Fig. 11A (A) when compared to the HFD group (P<0.05). The gene expression of IL-6 was significantly lower in the HFD group compared to the ND group. Dosing of Lactobacillus fermentum DR9 in HFD mice markedly upregulated the expression of IL-6, which is similar to that of mice on a normal diet, as shown in Fig. 11A (B). ABCG5 is part of ABC transporters and acts as a heterodimer (ABCG5/G8) that increases sterol excretion from the liver. High fat diet (HFD) significantly reduced the mRNA expression of ABCG5 (P<0.05), whereas, as shown in FIG. 11A (C), this expression was observed in the HFD-DR9 (P<0.05) group. It was significantly upregulated. As shown in FIG. 11B (D), the aged rats dosed with DR9 showed lower serum triglycerides, cholesterol, and LDL-cholesterol levels compared to normal aged rats. DR9 had no detrimental effects on the other biochemical parameters studied.

AMPK는 에너지 센서이면서 세포 에너지 수준을 유지하는데 중요한 역할을 한다. AMPKα1의 mRNA 발현은 ND그룹과 비교하여 HFD그룹에서 현저하게 감소하였다. HFD-DR9 그룹은 도 12a (A)에 도시된 바와 같이, HFD 그룹과 비교하여 AMPKα1의 상당히 높은 mRNA 발현을 나타내었다.AMPK is an energy sensor and plays an important role in maintaining cellular energy levels. The mRNA expression of AMPKα1 was significantly decreased in the HFD group compared to the ND group. The HFD-DR9 group showed significantly higher mRNA expression of AMPKα1 compared to the HFD group, as shown in FIG. 12A (A).

간세포(liver cells)가 손상되는 동안에는 간에서 염증이 발생하여 항염증성 사이토카인 (anti-inflammatory cytokines)의 작용에 대한 필요성이 증가한다. IL-4 및 IL-10은 항 염증성 사이토카인이다. 결과는 ND 그룹과 비교하여 HFD그룹에서 IL-4 및 IL-10이 현저하게 증가하였다. HFD-DR9의 투여는 도 12a (B)에 도시된 바와 같이, 낮은 IL-4 및 IL-10 수치 (P<0.05)를 나타내었다. 이는 간세포 손상과 염증(inflammation)이 DR9에 의해 예방되어 낮은 IL-4 및 IL-10의 필요성이 감소함을 나타낸다.During damage to liver cells, inflammation occurs in the liver, increasing the need for the action of anti-inflammatory cytokines. IL-4 and IL-10 are anti-inflammatory cytokines. As a result, IL-4 and IL-10 were significantly increased in the HFD group compared to the ND group. Administration of HFD-DR9 showed low IL-4 and IL-10 levels (P<0.05), as shown in FIG. 12A (B). This indicates that hepatocellular damage and inflammation are prevented by DR9, reducing the need for low IL-4 and IL-10.

ND 그룹과 비교할 때, HFD 그룹에서 더 높은 수준의 지질 축적 (lipid accumulation)과 덜 조직화된 구조(less organized structure)가 관찰되었다. HFD-DR9 그룹은 HFD 그룹과 비교하여 더 적은 지질축적을 나타내었다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 다른 투약군과 비교해보면 HFD-DR9 그룹에서 더 잘 조직화된 구조가 있음을 알 수 있다.Compared to the ND group, higher levels of lipid accumulation and less organized structure were observed in the HFD group. The HFD-DR9 group showed less lipid accumulation compared to the HFD group. As shown in FIG. 12B, it can be seen that there is a better structured structure in the HFD-DR9 group when compared with other administration groups.

결론:conclusion:

DR9은 대조군과 비교하여 간 유전자 발현(hepatic gene expressions)에서 간 조직학(liver histology)에 이르기까지 긍정적인 효과를 나타내었다; 간 지질 합성 및 β-산화 유전자 SCD1의 하향조절, HFD-aged 대조군과 비교하여 ABCG5의 간 IL-6 및 스테롤 배설 유전자의 상향 조절. DR9의 투약은 12주 후에 HFD-aged 대조군에 비해 혈청 중성지방, 총 콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤 수치를 감소시켰다. DR9은 또한 간 에너지 대사 유전자 AMPKα1을 상향 조절하고 HFD-aged 대조군과 비교하여 항 염증성 사이토카인 IL-4 및 IL-10의 간 농도를 증가시켜 간 지방증(liver steatosis)의 정도를 낮추어 주었다. 종합해보면, 본 연구는 DR9 균주가 에너지 및 지질 대사 활성화를 통해 지질 프로파일(lipid profiles)을 개선하여 NAFLD와 같은 심혈관 질환 및 간 질환(liver diseases)의 완화하는데 있어서 유망한 자연적인 치료(promising natural intervention)임을 시사한다.DR9 showed positive effects from hepatic gene expressions to liver histology compared to the control group; Hepatic lipid synthesis and downregulation of β-oxidation gene SCD1, upregulation of hepatic IL-6 and sterol excretion genes of ABCG5 compared to HFD-aged controls. Administration of DR9 reduced serum triglycerides, total cholesterol and LDL-cholesterol levels after 12 weeks compared to the HFD-aged control. DR9 also lowered the degree of liver steatosis by upregulating the liver energy metabolism gene AMPKα1 and increasing liver concentrations of the anti-inflammatory cytokines IL-4 and IL-10 compared to the HFD-aged control. Taken together, this study is a promising natural intervention in alleviating cardiovascular diseases and liver diseases such as NAFLD by improving the lipid profiles of DR9 strain through activation of energy and lipid metabolism. Suggests that it is.

실시예 5. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 피부 퇴화(skin degeneration), 노화 (senescence) 그리고 산화 스트레스(oxidative stress)를 예방 및 치료한다. Example 5 . Lactobacillus Fermentum DR9 prevents and treats skin degeneration, senescence and oxidative stress.

동물 실험 결과Animal test results

노화과정(Ageing process)은 피부 탄성(skin elasticity)의 손실을 야기한다. 12주간의 투약 후 피부 탄성은 ?은 그룹과 비교해 노화 그룹에서 더 낮았다. LF-DR9을 투약한 노화 쥐들은 도 13a (A)에 도시된 바와 같이, 투약 받지 않은 노화 그룹과 비교하여 현저하게 더 높은 피부 탄성을 가지고 있음이 관찰되었다.The aging process causes loss of skin elasticity. After 12 weeks of dosing, skin elasticity was lower in the aged group compared to the? It was observed that aging mice dosed with LF-DR9 had significantly higher skin elasticity compared to the aging group not dosed, as shown in FIG. 13A (A).

세포 노화(Cellular senescence)는 생리적 노화(physiological aging)의 기본적인 과정으로서 부상하였다. 사이클린-D1 (Cyclin-D1)은 노화 생체지표들 (senescence biomarkers) 중에 하나이다. 12주 간의 투약 후, 사이클린 D1의 상대적인 유전자 발현(relative gene expression)은 ?은 그룹에 비해 노화 그룹에서 현저하게 높았다. LF-DR9을 투약한 노화된 쥐들은 도 13a (B)에 도시된 바와 같이 투약되지 않은 노화 그룹과 비교하여 사이클린 D1의 상당히 낮은 발현이 있음이 관찰되었다.Cellular senescence has emerged as a basic process of physiological aging. Cyclin-D1 is one of the senescence biomarkers. After 12 weeks of dosing, the relative gene expression of cyclin D1 was significantly higher in the aged group compared to the? It was observed that aged mice dosed with LF-DR9 had significantly lower expression of cyclin D1 compared to the aging group not dosed as shown in FIG. 13A (B).

세포사멸(Apoptosis)은 염증 세포(inflammatory cells)와 육아 조직(granulation tissues)을 제거하고, 재생 주기(regeneration cycle) 동안에 새로운 세포의 발달을 촉진하는데 있어서 필요로 된다. 피부의 노화는 피부 세포를 재생하는 능력이 감소함으로부터 기인된다. DR9은 노화된 쥐의 피부에 비해 어린 쥐들의 피부에서 세포사멸 생체 지표(apoptosis biomarker)인, FAS 발현을 상향 조절한다. 12주간의 투약 후, ?은 그룹과 비해 노화 그룹에서 FAS의 상대적인 유전자 발현이 현저히 감소하여, 피부 재생을 감소시킴을 나타내었다. LF-DR9을 투약한 노화된 쥐들은 도 13B (C)에서 보여 지듯이, 투약받지 않은 노화 그룹에 비해 FAS의 상당히 높은 발현이 있음이 관찰되었다.Apoptosis is required to eliminate inflammatory cells and granulation tissues and to promote the development of new cells during the regeneration cycle. The aging of the skin results from a decrease in the ability to regenerate skin cells. DR9 upregulates the expression of FAS, an apoptosis biomarker, in the skin of young mice compared to that of aged mice. After 12 weeks of dosing,? Indicates that the relative gene expression of FAS significantly decreased in the aging group compared to the group, thereby reducing skin regeneration. It was observed that aged mice dosed with LF-DR9 had significantly higher expression of FAS compared to the aging group not dosed, as shown in FIG. 13B (C).

항산화 유전자인, 수퍼옥사이드 디스뮤타제 (SOD)는 산화 스트레스를 극복하기 위한 1차 방어 항산화제(first line defense antioxidants)에 관여하는 반면, GPX는 산화 스테레스의 생체 지표이다. 노화된 쥐들은 어린 쥐들과 비교하여 높은 GPX의 발현을 나타내었다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약한 노화된 쥐들은 도 13b (D)에 도시된 바와 같이, 투약받지 않은 노화 그룹에 비해 상당히 낮은 GPX 발현을 나타내었다. 노화된 쥐들은 어린 쥐들에 비해 낮은 SOD 발현을 나타내었다. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9을 투약한 노화된 쥐들은 도 13b (D)에 도시된 바와 같이, 투약 받지 않은 노화 그룹에 비해 상당히 높은 SOD 발현을 나타내며 줄어든 산화 스트레스를 나타낸다.The antioxidant gene, superoxide dismutase (SOD), is involved in first line defense antioxidants to overcome oxidative stress, while GPX is a biomarker of oxidative stress. Aged mice showed higher expression of GPX compared to young mice. Aged mice dosed with Lactobacillus fermentum DR9 showed significantly lower GPX expression compared to the aging group not dosed, as shown in FIG. 13B (D). Aged mice showed lower SOD expression compared to young mice. The aged rats dosed with Lactobacillus fermentum DR9 showed significantly higher SOD expression and reduced oxidative stress compared to the aging group not dosed, as shown in FIG. 13B (D).

결론:conclusion:

수컷 Sprague-Dawley 쥐들은 12주 동안 매일 D-갈락토오스 주입을 통해 노화가 되었다. 12주간의 투약후 피부 탄성은 ?은 그룹에 비해 노화 그룹에서 더 낮게 나타났다. DR9의 투약은 투약되지 않은 노화 그룹에 비해 피부 탄성 손실을 예방하였다. 사이클린-D1과 같은 노화 생체 지표는 ?은 그룹에 비해 노화 그룹의 피부에서 더 높게 나타났다. DR9을 투약한 쥐들은 투약하지 않은 노화 그룹에 비해 피부내 사이클린-D1의 발현히 낮게 나타났다. 또한 DR9은 노화된 쥐들과 비교하여 세포사멸 생체지표인 피부 FAS의 발현을 상향조절하여 피부 재생주기(skin regeneration cycle)를 촉진하였다. 노화된 쥐들은 산화 스트레스 생체지표인 GPX의 높은 발현, 항산화 유전자인 SOD의 낮은 발현을 나타낸 반면, DR9을 투약은 이러한 발현들을 각각 감소 및 증가시켰다. 생체 동물 모델을 사용하여, 본 연구는 DR9 균주가 산화 스트레스및 노화를 억제하면서 피부 재생을 향상하는데 잠재력이 있음을 나타내었다.Male Sprague-Dawley rats were aged through daily infusion of D-galactose for 12 weeks. After 12 weeks of dosing, skin elasticity was lower in the aged group than in the? Administration of DR9 prevented loss of skin elasticity compared to the undosed aging group. The aging biomarkers such as cyclin-D1 were higher in the skin of the aging group than in the silver group. The mice treated with DR9 showed lower expression of cyclin-D1 in the skin compared to the aging group without treatment. In addition, DR9 promoted the skin regeneration cycle by upregulating the expression of skin FAS, a biomarker of apoptosis, compared to the aged mice. The aged mice showed high expression of GPX, an oxidative stress biomarker, and low expression of SOD, an antioxidant gene, whereas administration of DR9 decreased and increased these expressions, respectively. Using an in vivo animal model, this study showed that the DR9 strain has the potential to enhance skin regeneration while inhibiting oxidative stress and aging.

실시예 6. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 불안(anxiety) 및 알츠하이머병 (Alzheimer's Disease, AD)을 예방 및 치료한다. Example 6. Lactobacillus Fermentum DR9 prevents and treats anxiety and Alzheimer's Disease (AD).

동물 실험 결과Animal test results

오픈 필드 테스트는 설치류(rodents)의 불안을 평가하기 위한 검증된 평가 도구이다. 불안은 동물들이 오픈필드의 중앙에 머무르지 않고 오픈필드의 바깥쪽 모서리나 구역에 머무르는 동물들의 유병률에 의해 나타난다. DR9의 투약은 도 14a (A)에 도시된 바와 같이, 투약되지 않은 노화 대조군(P<0.05)과 비교하여 쥐들의 외곽지역으로의 출입 횟수가 줄어들었다.The open field test is a proven evaluation tool for evaluating anxiety in rodents. Anxiety is manifested by the prevalence of animals that do not stay in the center of the open field, but in the outer corners or areas of the open field. As shown in FIG. 14A (A), DR9 administration decreased the number of accesses to the outer area of the rats compared to the non-dosed aging control group (P<0.05).

초파리 실험 결과Fruit fly experiment results

노랑 초파리(Drosophila melanogaster)의 눈은 도 14a (B), (C)에 도시된 바와 같이, 잘형성된 육각형 낱눈(hexagonal ommatidia)과 곧은 강모(머리카락과 같은 구조)들로 구성된다. 그러나, 도 14a (D), (E)에 보여 지듯이, 초파리의 알츠하이머병 돌연변이체(mutants)는 구멍이 있고(presence of holes) 육각구조를 잃은 낱눈의 기형(malformation of ommatidia)과 부러진 강모(broken bristle)를 가진 거친 눈 표현형(rough eye phenotype)을 나타낸다. DR9의 투약은 도 14b (F), (G)에서 더 잘 형성된 낱눈의 모양과 덜 손상된 강모에서 보여 지듯이 이러한 기형을 방지하여 알츠하이머병이 덜 심각함을 나타내었다.The eyes of the yellow fruit fly (Drosophila melanogaster) are composed of well-formed hexagonal ommatidia and straight bristles (hair-like structure), as shown in FIGS. 14A (B) and (C). However, as shown in FIGS. 14A (D) and (E), the Alzheimer's disease mutants of Drosophila have a presence of holes, a malformation of ommatidia, and a broken setae that have lost their hexagonal structure. bristle) with a rough eye phenotype. Dosing of DR9 prevented this deformity, as shown in the better-formed eye shape and less damaged bristles in Figs. 14B (F) and (G), indicating that Alzheimer's disease is less severe.

결론:conclusion:

노화된 수컷 Sprague-Dawley 쥐들은 높은수준의 불안감을 나타내었지만 DR9의 투약함에 따라 감소하였다. 이는 초파리 알츠하이머 모델에 DR9을 공급함으로써 DR9 균주의 잠재적인 알츠하이머 역전 효과를 나타내었다. DR9의 투약은 알츠하이머가 유도된 초파리에서 보이는 거친 눈 표현형을 치료시킬 수 있다.Aged male Sprague-Dawley rats showed high levels of anxiety, but decreased with DR9 administration. This showed the potential Alzheimer's reversal effect of the DR9 strain by supplying DR9 to the Drosophila Alzheimer's model. Administration of DR9 can treat the rough eye phenotype seen in Alzheimer-induced fruit flies.

실시예 7. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9은 대사산물인 숙신산(succinic acid), 벤조알데히드(benzaldehyde) 및 벤조산(benzoic acid)의 생산을 통해 건강상의 이점(health benefits)을 발휘한다. Example 7 Lactobacillus fermentum DR9 exerts health benefits through the production of metabolites such as succinic acid, benzaldehyde and benzoic acid.

체외 실험 결과In vitro test results

DR9의 무세포 상층액은 세포내 추출물(intracellular extracts, IE) 및 세포벽 파편(cell wall debris, CW)으로 분획화되었다. 연구된 모든 분획중에서, CFS 분획(CFS fraction)은 도 15a (A)에서 보여주는 바와 같이, IE 및 CW 분획보다 AMPK를 더 많이 활성화하였다. 따라서, CFS 분획은 이후 추가 분석(further analysis)에 사용되었다. CFS의 지질분획(lipid fraction of CFS)은 U2OS 세포배양(U2OS cell culture)을 사용하여 AMPK 활성화 잠재력에 대하여 평가되었다. 지질분획은 AMPK 활성제(activator of AMPK)로 알려진 AICAR과 유사한 방식으로 U2OS 세포에서 AMPK를 활성화하였고, 도 15a (B)에서 보여주는 바와 같이 AMPK 억제제(inhibitor of AMPK)로 알려진 도소모핀 C(Dorsomorphin C)보다 우수하다. 따라서, 지질분획은 추후에 특성화되었다.The cell-free supernatant of DR9 was fractionated into intracellular extracts (IE) and cell wall debris (CW). Among all the fractions studied, the CFS fraction activated AMPK more than the IE and CW fractions, as shown in FIG. 15A (A). Therefore, the CFS fraction was then used for further analysis. The lipid fraction of CFS was evaluated for AMPK activation potential using U2OS cell culture. Lipid fraction activated AMPK in U2OS cells in a manner similar to AICAR known as AMPK activator, and Dorsomorphin C known as AMPK inhibitor (inhibitor of AMPK) as shown in FIG. 15A (B). ) Better than Thus, the lipid fraction was later characterized.

도 15b (C)에서 보여주는 바와 같이, DR9의 지질 분획과 비어있고 발효되지 않은 MRS 배지의 지질 분획간의 GC-MS 크래마토그램을 비교한 결과, 네개의 피크가 부탄디오산(숙신산; 피크1), 벤조알데히드(피크2), 알려지지 않음(피크3), 벤조산(피크4)의 농도에서 증가하였다. 이는 DR9가 이러한 대사산물을 생산하고 발효배지(fermentation medium)로 방출되었음을 나타낸다. 숙신산(Succinic acid)은 피부 노화(skin aging)를 치료하고, 세포 노화(cellular senescence) 및 전신 노화(systemic aging)와 연관된 기능들의 점진적이고 상당한 손실을 회복하는데 유용한 항산화 특성(anti-oxidative properties)을 가지고 있다. 반면에, 벤조산(benzoic acid)은 뼈의 염화물(chloride)을 감소시키고 마그네슘(magnesium)을 증가시켜 뼈의 무게를 증가시키고 칼슘(calcium)과 인(phosphorus)의 보유 증가로 이어진다. 게다가, 벤조알데히드(benzaldehyde)는 숙주에게 항 종양(anti-tumour) 및 항 바이러스(anti-viral) 특성을 제공하는 것으로 알려져있다.As shown in FIG. 15B (C), as a result of comparing the GC-MS chromatogram between the lipid fraction of DR9 and the lipid fraction of the empty and non-fermented MRS medium, four peaks were butanedioic acid (succinic acid; peak 1). , Benzoaldehyde (peak 2), unknown (peak 3), and benzoic acid (peak 4). This indicates that DR9 produced these metabolites and was released into the fermentation medium. Succinic acid has anti-oxidative properties useful in treating skin aging and restoring the gradual and significant loss of functions associated with cellular senescence and systemic aging. Have. On the other hand, benzoic acid decreases bone chloride and increases magnesium, thereby increasing bone weight and leading to increased retention of calcium and phosphorus. In addition, benzaldehyde is known to provide anti-tumour and anti-viral properties to the host.

동물 실험 결과 (Results from the animal study)Results from the animal study

12주 동안 DR9을 투약했을때, 도 16에 보여 지듯이, 쥐들의 배설물 샘플에서 GC-MS에 의해 확인된 두개의 배설물내 대사산물, 5-옥소프롤린(5-oxoproline), 그리고 아스코브산(ascorbic acid)이 현저히 증가하였다. 이러한 대사산물들은 DR9의 작용에 의해 숙주의 장(gut of the host)에서 생성되도록 유도되었다. 5-옥소프롤린은 대사과정에서 유리 아미노산(free amino acids)의 세포내 수송에서 중요한 역할을 하며, 제2형 당뇨병(type-2 diabetes) 환자의 혈액에서는 낮아지는 것으로 나타났다. AMPK는 제2형 당뇨병을 가진 동물과 인간에서는 조절이 잘 안되며, AMPK 활성화는 신진대사 건강(metabolic health)을 증진시키고, 그 활성화는 제2형 당뇨병 치료에 사용되었다. 이는 DR9이 장에서 5-옥소프롤린의 생성을 향상시켜 생리학적으로 AMPK 활성화를 유도했음을 나타내고 있다. 아스코브산(Ascorbic acid)은 일반적으로 알려진 항산화제(antioxidant) 이다. AMPK는 항산화 효소 활동에 관여하는 상류 단백질들(upstream proteins) 중 하나이다. 예를 들어, 뇌 해마 뉴런(brain hippocampal neurons)에서는, AMPK는 염증억제(inhibition of inflammation) 와 Nrf2 항산화 경로(Nrf2 antioxidant pathways)유도를 통해 세포를 보호한다. 이는 DR9이 AMPK 활성화를 통해 항산화 효과를 유도하는 장에서 아스코브 산 생성을 향상시킴을 나타낸다.When DR9 was administered for 12 weeks, as shown in FIG. 16, two fecal metabolites, 5-oxoproline, and ascorbic acid were identified by GC-MS in the fecal samples of rats. acid) significantly increased. These metabolites were induced to be produced in the gut of the host by the action of DR9. 5-oxoproline plays an important role in the intracellular transport of free amino acids in metabolic processes, and has been shown to be lowered in the blood of type-2 diabetes patients. AMPK is poorly regulated in animals and humans with type 2 diabetes, and AMPK activation promotes metabolic health, and its activation has been used to treat type 2 diabetes. This indicates that DR9 induces AMPK activation physiologically by enhancing the production of 5-oxoproline in the intestine. Ascorbic acid is a commonly known antioxidant. AMPK is one of the upstream proteins involved in antioxidant enzyme activity. In brain hippocampal neurons, for example, AMPK protects cells through inhibition of inflammation and inducing Nrf2 antioxidant pathways. This indicates that DR9 enhances the production of ascorbic acid in the intestine, which induces antioxidant effects through AMPK activation.

결론:conclusion:

종합적으로, 본 연구는 락토바실러스 퍼멘텀 DR9이 대사산물인 숙신산, 벤조알데히드 및 벤조산의 생성을 통해 건강상의 이점을 발휘한다는 것을 나타낸다. 게다가, DR9 및/또는 DR9의 대사산물은 장에서 5-옥소프롤린 및 아스코브 산의 생성을 유도한다. 체외(in-vitro) 및 체내(in-vivo) 동물 모델을 사용하여, 본 연구는 노화로 인한 뼈, 근육 및 대사저하(metabolic deterioration)를 예방 및 치료하고 AMPK 활성화를 향상시키는데 있어서 DR9 균주와 이의 대사산물의 잠재력을 나타내었다.Overall, this study indicates that Lactobacillus fermentum DR9 exerts health benefits through the production of the metabolites succinic acid, benzoaldehyde and benzoic acid. In addition, the metabolites of DR9 and/or DR9 induce the production of 5-oxoproline and ascorbic acid in the intestine. Using in-vitro and in-vivo animal models, this study aims to prevent and treat aging-induced bone, muscle and metabolic deterioration, and to improve AMPK activation. The potential of the metabolite was shown.

실시예 8. 락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 조성물 Example 8. Composition of Lactobacillus Permentum DR9

성분ingredient 기능function 양(g)Amount(g) 퍼센트(%)percent(%) 노화방지: 2.0g의 파우더사쳇(100ml 물에 2.0g 혼합) Anti-aging: 2.0g powder sachet (2.0g mixed in 100ml water) 락토바실러스 퍼멘텀 DR9Lactobacillus Fermentum DR9 프로바이오틱Probiotic 0.02g0.02g 1.00%1.00% 수퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD)Superoxide dismutase (SOD) ActiveActive 0.01g0.01g 0.50%0.50% 타피오카 전분
락 멜론 주스 파우더
Tapioca starch
Rock melon juice powder
첨가제
음식
additive
food
0.20g
1.77g
0.20g
1.77g
10.00%
88.50%
10.00%
88.50%
뼈와 근육: 0.5g의 캡슐 Bone and muscle: 0.5g capsule 락토바실러스 퍼멘텀 DR9Lactobacillus Fermentum DR9 프로바이오틱Probiotic 0.02g0.02g 4.00%4.00% 호스테일 (쇠뜨기)Hostale (horsetail) ActiveActive 0.25g0.25g 50.00%50.00% 타피오카 전분Tapioca starch 첨가제additive 0.23g0.23g 46.00%46.00% 장: 2.0g의 파우더사쳇(100ml 물에 2.0g 혼합) Intestine: 2.0g powdered sachet (2.0g mixed in 100ml water) 락토바실러스 퍼멘텀 DR9Lactobacillus Fermentum DR9 프로바이오틱Probiotic 0.02g0.02g 1.00%1.00% 이눌린Inulin 프로바이오틱Probiotic 0.78g0.78g 39.00%39.00% 타피오카 전분
사과주스 파우더
Tapioca starch
Apple juice powder
첨가제
음식
additive
food
0.20g
1.00g
0.20g
1.00g
10.00%
50.00%
10.00%
50.00%
지질, 콜레스테롤, 비알코올설 지방간질환: 0.5g의 캡슐 Lipid, cholesterol, non-alcoholic fatty liver disease: 0.5g capsule 락토바실러스 퍼멘텀 DR9Lactobacillus Fermentum DR9 프로바이오틱Probiotic 0.02g0.02g 4.00%4.00% 귀리 베터 글루칸Oat Better Glucan ActiveActive 0.30g0.30g 60.00%60.00% 타피오카 전분Tapioca starch 첨가제additive ·0.18g0.18g 36.00%36.00% 피부: 2.0g 파우더사쳇(100ml 물에 2.0g 혼합) Skin: 2.0g powder sachet (mix 2.0g in 100ml water) 락토바실러스 퍼멘텀 DR9Lactobacillus Fermentum DR9 프로바이오틱Probiotic 0.02g0.02g 1.00%1.00% 녹차 추출물Green tea extract 음식food 1.84g1.84g 92.00%92.00% 타피오카 전분Tapioca starch 첨가제additive 0.08g0.08g 4.00%4.00% 석류 주스 파우더Pomegranate juice powder 음식food 0.06g0.06g 3.00%3.00%

참고: 이 섹션에서 사용되는 재료 및 방법을 설명한 이전에 언급된 논문들의 내용은 전체가 본 명세서에 참조되어 포함되었다.Note: The contents of previously mentioned papers describing the materials and methods used in this section are incorporated herein by reference in their entirety.

서열 목록의 자유 텍스트(Sequencing Listing Free Text)Sequencing Listing Free Text

서열 목록Sequence list

락토바실러스 퍼멘텀 DR9의 16s rRNA16s rRNA of Lactobacillus Fermentum DR9

AACGCAATGACAGGTGGTGCATGGTCGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTGTTACTAGTTGCCAGCATTAAGTTGGGCACTCTAGTGAGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGACGACGTCAGATCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGACGGTACAACGAGTCGCGAACTCGCGAGGGCAAGCAAATCTCTTAAAACCGTTCTCAGTTCGGACTGCAGGCTGCAACTCGCCTGCACGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGAGAGTTTGTAACACCCAAAGTCGGT GGGGTAACCTTTTAGGAGCCAGCCGCCTAAGGTGGGACAGATGATTAGGG GAAGTCGAACAAGAGAACGCAATGACAGGTGGTGCATGGTCGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTGTTACTAGTTGCCAGCATTAAGTTGGGCACTCTAGTGAGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGACGACGTCAGATCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGACGGTACAACGAGTCGCGAACTCGCGAGGGCAAGCAAATCTCTTAAAACCGTTCTCAGTTCGGACTGCAGGCTGCAACTCGCCTGCACGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGAGAGTTTGTAACACCCAAAGTCGGT GGGGTAACCTTTTAGGAGCCAGCCGCCTAAGGTGGGACAGATGATTAGGG GAAGTCGAACAAGAG

중국 미생물자원은행(CGMCC)China Microbial Resource Bank (CGMCC) CGMCC15536CGMCC15536 2018040220180402

Claims (21)

중국미생물자원은행에 수탁번호 CGMCC 15536으로 기탁되었고, 전체 게놈서열이 유전자 은행에 수탁번호 CP033371로 기탁된 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주.Lactobacillus fermentum strain, characterized in that it was deposited with the China Microbial Resources Bank under the accession number CGMCC 15536, and the entire genome sequence is deposited with the gene bank under the accession number CP033371. 제1항에 있어서, 상기 균주는 노화 징후의 지연에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주.The Lactobacillus fermentum strain according to claim 1, wherein the strain is for use in delaying signs of aging. 제1항에 있어서, 상기 균주는 뼈와 근육의 퇴화에 대한 예방 및 치료에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주.The Lactobacillus fermentum strain according to claim 1, wherein the strain is for use in the prevention and treatment of bone and muscle degeneration. 제1항에 있어서, 상기 균주는 불균형한 장내 미생물 집단과 대사산물의 농도에 대한 장조절에 있어서 프로바이오틱으로서 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주.The Lactobacillus fermentum strain according to claim 1, wherein the strain is for use as a probiotic in the intestinal regulation of the unbalanced intestinal microbial population and the concentration of metabolites. 제1항에 있어서, 상기 균주는 고지혈증, 간 지질 축적, 지질 대사 및 지질 질환의 예방 및 치료에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주.The Lactobacillus fermentum strain according to claim 1, wherein the strain is for use in the prevention and treatment of hyperlipidemia, liver lipid accumulation, lipid metabolism, and lipid disorders. 제5항에 있어서, 상기 균주는 비 알코올성 지방간 질환(NAFLD)의 예방 및 치료에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주.The Lactobacillus fermentum strain according to claim 5, wherein the strain is for use in the prevention and treatment of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). 제1항에 있어서, 상기 균주는 피부 퇴화의 예방 및 치료에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주.The Lactobacillus fermentum strain according to claim 1, wherein the strain is for use in the prevention and treatment of skin degeneration. 제1항에 있어서, 상기 균주는 불안과 알츠하이머병의 예방 및 치료에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주.The Lactobacillus fermentum strain according to claim 1, wherein the strain is for use in the prevention and treatment of anxiety and Alzheimer's disease. 숙신산(succinic acid), 벤조알데히드(benzaldehyde) 및 벤조산(bensoic acid)을 포함하는 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주의 대사산물.Succinic acid (succinic acid), benzoaldehyde (benzaldehyde) and benzoic acid (bensoic acid) a metabolite of Lactobacillus permentum strain, characterized in that it contains. 제9항에 있어서, 상기 대사산물은 노화 징후의 지연에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주의 대사산물.The metabolite of Lactobacillus fermentum strain according to claim 9, wherein the metabolite is for use in delaying signs of aging. 제9항에 있어서, 상기 대사산물은 뼈와 근육의 퇴화에 대한 예방 및 치료에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주의 대사산물.The metabolite of Lactobacillus fermentum strain according to claim 9, wherein the metabolite is used for prevention and treatment of bone and muscle degeneration. 제9항에 있어서, 상기 대사산물은 불균형한 장내 미생물 집단과 대사산물의 농도에 대한 장조절에 있어서 프로바이오틱으로서 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주의 대사산물.The metabolite of Lactobacillus permentum strain according to claim 9, wherein the metabolite is for use as a probiotic in the intestinal regulation of the unbalanced intestinal microbial population and the concentration of metabolites. 제12항에 있어서, 상기 대사산물은 아스코브산((ascorbic acid) 및 5-옥소프롤린(5-oxoproline)을 포함하는 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주의 대사산물.The metabolite of Lactobacillus permentum strain according to claim 12, wherein the metabolite comprises ascorbic acid and 5-oxoproline. 제9항에 있어서, 상기 대사산물은 고지혈증, 간 지질 축적, 지질 대사 및 지질 질환의 예방 및 치료에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주의 대사산물.The metabolite of Lactobacillus permentum strain according to claim 9, wherein the metabolite is for use in the prevention and treatment of hyperlipidemia, liver lipid accumulation, lipid metabolism, and lipid disorders. 제14항에 있어서, 상기 대사산물은 비 알코올성 지방간 질환(NAFLD)의 예방 및 치료에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주의 대사산물.15. The metabolite of Lactobacillus fermentum strain according to claim 14, wherein the metabolite is for use in the prevention and treatment of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). 제9항에 있어서, 상기 대사산물은 피부 퇴화의 예방 및 치료에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주의 대사산물.The metabolite of Lactobacillus fermentum strain according to claim 9, wherein the metabolite is for use in the prevention and treatment of skin degeneration. 제9항에 있어서, 상기 대사산물은 불안과 알츠하이머병의 예방 및 치료에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주의 대사산물.The metabolite of Lactobacillus fermentum strain according to claim 9, wherein the metabolite is for use in the prevention and treatment of anxiety and Alzheimer's disease. 균주가 동결 건조되고, 조성물에서 104 내지 1012 cfu/g의 양을 가지는 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주를 포함하는 조성물.A composition comprising a Lactobacillus fermentum strain, characterized in that the strain is lyophilized and has an amount of 10 4 to 10 12 cfu/g in the composition. 숙신산(succinic acid), 벤조알데히드(benzaldehyde) 및 벤조산(bensoic acid)을 포함하는 것을 특징으로 하는 락토바실러스 퍼멘텀 균주의 대사산물을 포함하는 조성물.A composition comprising a metabolite of a Lactobacillus permentum strain, characterized in that it contains succinic acid, benzaldehyde, and benzoic acid. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 조성물은 식품 보충제, 의약, 유아용 조제분유, 식용제품 및 식품으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.The composition according to claim 18 or 19, wherein the composition is selected from the group consisting of food supplements, medicines, infant formulas, edible products and foods. 제20항에 있어서, 상기 조성물은 정제, 캡슐 또는 알약으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.21. The composition of claim 20, wherein the composition is selected from the group consisting of tablets, capsules or pills.
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