정장성·면역활성이 우수한 생균제
삼육대 약학과 외부임상평가서 입증
쎌바이오텍이 최근 선보인 이중코팅 DUOLAC 유산균 3종 혼합제제는 정장성 및 면역활성이 매우 우수한 생균제이다.
이와 관련 회사측은 삼육대학교 약학과 미생물 실험실에서 실시한 외부임상 ‘이중코팅 유산균 DUOLAC생균제의 정장능 및 면역활성능 평가’ 보고서 결과를 전격 공개했다.
이 실험은 쎌바이오텍에서 제조한 이중코팅 혼합 생균제를 사용하여 마우스 실험동물에서의 정장성 모델을 개발하고자 실시했다.
[실험 목적]
이 실험은 이중코팅 유산균 DUOLAC 3종 혼합 생균제(Bifidobacterium infantis, Lactobacillus plantarum, Streptococcus faecium)의 정장성을 실험 동물 모델에서 확인하여 인체에 적용시 정장성 가능성을 확인하고, 혈액학적 소견과 조직학적 소견을 관찰하여 안정성을 확인하는 목적으로 실시하였다. 또한, 유산균 생균제가 지닌 면역활성을 In-vitro실험으로 확인하여 향후 본격적인 인체에서의 장관 면역증강 활성을 검토하기 위한 지표로 삼고자 실시하였다.
[실험 방법]
실험 동물의 사육 및 식이, 혈액과 장기의 채취, 유산 균수의 측정, 분변의 수분 함량 및 pH 측정, 분변 중의 각종 효소 활성 측정, 면역학적 활성 등의 방법으로 진행됐다.
[실험 결과]
1. 식이와 식수의 섭취
각 실험군 별로 매일의 식이 섭취 및 식수 섭취에는 유의적인 차이가 없었다. 따라서 본 생균제 투여가 실험동물의 식습관이나 식수 필요량 등에 미치는 영향은 없는 것으로 사료된다.
2. 체중 비교
각 실험 동물군별로 실험 기간 동안의 체중의 변화는 Fig. 1에 나타내었다. 각 군별 체중의 증가에는 유의적인 차이는 없는 것을 알 수 있었으며 (p>0.05) 따라서 생균제 투여로 인한 성장 양상의 변화는 없는 것으로 사료된다.
3. 혈액학적 소견
실험이 끝난 실험 동물을 diethylether로 마취, 개복하여 심장에서 채혈하였다. 채혈한 혈액은 즉시 일부는 혈액 응고를 막기 위하여 EDTA가 처리된 bottle에 담고 일부는 정상 bottle에 담아 혈액 분석을 의뢰하였다. 그 결과 LAB 투여군에 있어서 혈액학적 소견의 차이는 없었으며 이는 본 생균제의 안전성을 확인할 수 있는 자료로 사료된다.
4. 조직학적 소견
각 군별로 실험이 끝난 실험 동물을 diethyl ether로 마취, 채혈 후 즉시 각 장기를 떼어 생리 식염수에 세척 후 무게를 측정하였다. 각 군별 장기의 외형 및 무게는 유의적 차이가 없이 정상 소견을 확인할 수 있었다.
5. 분변 중 유산균수의 비교
실험실 환경에 안정화된 쥐를 실험 식이를 공급하면서 사육기간 중 0주, 2주, 4주 되는 날 쥐의 항문을 자극하여 분변을 인위적으로 채취 하여 대조군과 LAB 급여군의 분변 중 유산균 수를 비교하였다. 실험 결과 대조군에 비하여 LAB급여군이 유산균의 수가 약 100배 가량 증가한 것을 알 수 있었으며 이는 급여한 LAB에 기인한 것으로 사료된다.
6. 분변의 수분 함량 및 pH 측정
실험 종료전 48 시간 동안 각 군별로 분변을 채취하여 수분 정량법에 따라 일정 온도에서 일정 시간 분변을 항량이 될 때까지 건조하여 수분 함량을 측정 하였다. 각 군별로 채취한 분변을 saline에 충분히 현탁하여 분변의 pH를 측정하였다. 각 실험 군별로 수분 및 pH의 차이는 유의적 차이가 없는 것으로 사료된다.
7. 분변 중 부패미생물 유래 유해효소의 활성 측정
실험 방법에 명시한 대로 분변 중 미생물 유래 효소 활성 중 β-glucosidase activity, β-glucuronidase activity, Tryptophanase activity, Urease activity 활성을 측정하였으며 그 결과는 다음 그림과 같다.효소 활성 실험 결과 LAB 투여하지 않은 군에 비하여 투여 군의 유해 효소 활성이 저하된 것을 알 수 있었으며 특히 DUOLAC 투여군의 결과가 더 유의적으로 저하된 것을 알 수 있으며 이는 DUOLAC이 단일 제제가 아닌 복합 제제인 것에 기인한 것으로 사료된다.
8. 장관 내 미생물 분포
실험이 끝난 후 각 실험 동물의 대장부위를 절단하여 장 내용물을 단순 염색하여 현미경 관찰한 결과 control 군의 경우에는 균의 형태가 다양하고 복잡하였으나 그에 비하여 LAB 투여군의 미생물 군의 분포는 단순하고 주로 간균임을 알 수 있었다. 이것은 LAB 투여로 인한 장내 균총의 변화로 생각되어진다.
9. 면역학적 활성
본 실험에 사용된 유산균 투여에 따른 TNF-α 생성능, NO 생성능 및 DCs의 cross presentation 능력을 확인하였다. TNF-α 생성능은 macrophage cell line인 RAW 264.7 cell line을 이용하여 ELISA로 측정하였으며 배양 상등액을 갖고 실험한 결과 dose-dependent 하게 48시간 동안 TNF-α의 생성이 증가하는 것을 알 수 있었다.
NO 생성능은 RAW 264.7 cell line을 이용하여 실시하였으며 그 결과 LPS 처리한 대조군 보다도 NO 생성능이 우수한 것을 알 수 있었다. 또한 class I MHC와 연합된 외부성 OVA의 cross presentation을 증가시키는 것도 확인할 수 있었다.
10. 소화관 이동 속도 측정
흰쥐를 16시간 절식시킨 후 식이에 Marker 물질인 brilliant blue dye를 잘 섞어 급식하였다. 매시간 marker 물질이 분변 중에 나오는지를 확인하여 실험식 급여 시간과 marker가 변 중에 처음 나오는 시간을 장 통과 시간으로 하였다.
그 결과 대조군에서는 평균 4시간 55분만에 최초 marker dye가 변 중에 나왔으며 SB6 급여군은 4시간 41분, DUOLAC 급여군은 5시간 만에 marker dye가 분변 중에 나왔으며 LAB 급여군과 대조군간의 장 통과 시간에는 차이가 없는 것을 알 수 있었다.
[고찰]
정장성 지표로는 분변 내 유산균 수의 증가, 분변의 수분 및 pH, 분변 내 부패미생물에 의한 유해효소의 감소 경향, 장관 내부 촬영에 의한 우점종의 변화 경향, 장관이동 속도 등을 관찰하였고, 조직학적 소견 및 혈액학적 소견을 관찰하여 안전성을 확인하였다.
또한, 인체에서의 면역 활성의 예비실험 단계로서 In Vitro 수준에서 TNF-α 생성능, NO 생성능 및 DCs의 cross presentation 능력을 확인하였다.
실험 결과 DUOLAC생균제 비투여구와 투여구 사이에 조직학적 및 혈액학적 소견의 차이는 발견되지 않아 생균제의 안전성이 확인되었고, 분변 내 수분 및 pH, 소화관 통과속도에의 영향은 관찰되지 않았다. 분변 내 유산균의 수는 투여구의 경우 100배 이상 증가 하였고, 장벽 내 미생물상은 다양한 복합 미생물상에서 유산간균 중심으로 우점종화되어지는 변화를 나타내었으며, 부패미생물에 의한 유해효소 활성이 크게 감소되어지는 경향을 나타내어 실험 동물 내의 장내 환경이 유의적인 수준으로 개선되어짐을 알 수 있었다.
한편, In Vitro 면역활성 실험에서는 macrophage cell line인 RAW 264.7 cell line에서의 TNF-α 및 NO생성능의 증가가 관찰되었으며, class I MHC와 연합된 외부성 OVA의 cross presentation을 증가시키는 것도 확인되어 In Vivo수준에서의 면역세포 활성화 및 대식작용 증강 등 면역증강 활성이 크게 기대됨을 알 수 있었다.
이상 동물 정장성 모델 실험 및 In Vitro 면역활성 실험의 결과에서 이중코팅 DUOLAC 유산균 3종 혼합제제는 정장성 및 면역활성이 매우 우수한 생균제임을 확인하였다.