유산균 유전학 및 최근 연구 혁신: 프로바이오틱스와 면역

서지정보

ㆍ발행기관 : 한국유산균학회 ㆍ수록지정보 : Current Topic in Lactic Acid Bacteria and Probiotics / 1권 / 1호
ㆍ저자명 : 윤성식, 박영서, 최학종

한국어 초록

유산균은 생화학적으로는 당류를 발효하여 에너지를 획득하고 다량의 젖산을 생성하는 세균의 총칭으로, Gram 양성, 낮은 [G+C]%, 산에 대한 내성을 가진 비아포성 간균 또는 구균이다. 유산균의 계통분류학적 위치는 생리적 특징과 일치하지 않으며, 지난 10년 동안 Lactobacillus 속 171개 균종 중 83개가 새로 발견된 것일 정도로 계통분류학적으로 애매하다. 오랫동안 발효식품의 스타터로 주목되었던 종래의 연구의 방향이 1980년대 초기부터 유전학 쪽으로 발전하기 시작하였다. 네덜란드 Venema 교수와 Veldkamp 교수는 유산균 연구에 분자생물학적 지식을 본 격적으로 도입한 학자들이다. 미국의 Mckay 박사는 유산균 plasmid 기능, 제한 및 수식체계(restriction/modification system), 파지(bacteriophage), 접합(conjugation), 유당대사 유전학(genetics of lactose metabolism) 등과 관련된 많은 논문을 발표하였다. 한편 프로바이오틱스(일명 활생균)란 장내 균형을 증진시켜 숙주 동물에게 이로움을 주는 살아있는 미생물 첨가제로 정의된다. 오늘날 장내 균총 연구에서 제기되는 주요한 주제는 프로바이오틱 유산균의 다양성과 그 역할을 파악하는 일이다. 지금까지 연구결과 새로운 종과 새로운 유전자들이 다수 발견되었으며 각 개인은 독특한 장내 균총을 가지며 식이, 나이, 생활습관 등에 따라서 크게 영향을 받는다. 프로바이오틱 균주의 이상적인 자격은 안전하게 먹을 수 있어야 하고 인간에게 투여하였을 경우 건강에 유익한 효과를 입증할 수 있어야 한다. 유산균은 숙주의 장내에서 공생하면서 계속적으로 선천적 면역반응과 후천적 면역반응을 조절하며, 이러한 면역조절은 장내에 국한된 것이 아니라 생체 전체의 면역반응에 영향을 미친다. 유산균은 Th1형 면역반응을 유도시켜 Th2형 면역반응을 제어함으로써 알러지 반응을 억제할 뿐 만 아니라 자연살해세포와 직접적인 상호작용을 통해 세포독성면역 역시 활성화시킨다. 특히 프로바이오틱스 유산균은 장내에 정착하면서 유해 미생물의 생육을 저해하고 유해 미생물에 의하여 나타나는 염증반응을 제어하여 숙주의 건강에 도움을 준다. 유산균에 의한 다양한 면역반응은 종 특이적 반응이 아니라 균주 특이적 반응으로 나타내는 특성을 나타낸다. 따라서 같은 종의 유산균이라도 각기 상이한 면역반응을 유도할 수 있으므로 프로바이오틱 균주를 선발함에 있어서는 기존의 선발 조건(산도내성, 담즙내성, 장상피세포 부착성 등) 외에도 면역반 응성에 대한 기초 결과가 뒷받침 되어야 할 것이다. 근래 들어 장상피세포의 EGFR 수용체와 직접 작용하는 유산균 유래 수용성 인자가 발견됨에 따라 유산균과 숙주 사이의 상호작용에 대한 세포 내 작용기전의 이해가 가능하게 되었다. 또한 이러한 수용성 인자는 위장관 질환 및 알러지 반응의 새로운 치료제 개발 또는 발효식품으로의 응 용이 가능할 것으로 기대된다. 따라서 숙주의 면역을 조절하는 새로운 생리활성인자를 탐색하고 이들의 유익한 효과를 학술적으로 밝히는 것은 발효 식품이 다양한 우리나라에서 추진해야 할 미래의 주요 연구주제라고 생각된다.

영어 초록

As for probiotics, that is generally defined as a live cell supplement which is able to bring health benefits to their hosts, even though the concept is still remains in controversy. Scientific works has given positive answers to the questions about if many LAB strains function as probiotic bacteria in human and animals. Currently, the interactions between human and LAB are actively investigated in human intestine. From a biodiversity perspective, this particular subject in human intestine is also extensively explored by a number of researchers worldwide. So far, it has been found that new strains and new genes were discovered in gut microbiota which is reported unique in individual. Complete analysis on gut microbiota is necessary in order to understand the possible beneficial roles of LAB in human intestinal track. When it comes to qualification, a probiotic strain is proved to be safe to consume and healthful to human after it is orally administered. On the other hand, LAB is present as a member of gut microbiota, plays an important role in innate immunity and acquired immunity. Their immune-modulation activity is occurred not only in intestine but also systemic in human body. It is generally accepted that immune function by LAB is not genus-specific but strain-specific. More recently, new mechanism accounting for interactions between host and LAB has been understood after a soluble factor from LAB was found to be directly associated with the epidermal growth factor receptor (EGFR) on intestinal epithelial cells. The soluble factor could be applied in the development of therapeutic agents. In conclusion, future research focus should be placed on the studies on the new LAB factors affecting human immune responses and its desirable effects because many different kinds of fermented foods representing kimchi have survived for a long time and those are popularly consumed in this country.

참고 자료

없음