글루텐분해유산균 GLU70 섭취에 따른 글리아딘 투여 마우스의 장내 염증성 사이토카인 및 유전자 발현의 변화 - 윤슬기(Seul-Gi Yoon); 장준호(Jun-Ho Jang); 손은심(Eun-Shim Son); 윤주성(Ju-Sung Yoon); 변지영(Ji-Young Byun); 윤복근(Bok-Kun Yoon) (한국식품과학회지, 2024)
글루텐 속 글리아딘은 글루타민과 프롤린과 같은 아미노산으로 구성되어 있으며, 단백질 분해효소로 분해가 어려워 소화되지않고 그대로 소장에 내려가 소화장애나 염증 등의 질병을 유발하는 원인이 된다(Klemenak 등, 2015). 본 연구에서는 글리아딘으로 인해 발생 가능한 질병들이 글루텐 분해능이 있는 유산균인 GLU70의 섭취를 통해 개선 및 완화됨을 확인하고자 하였다. 이에 사이토카인 함량, 사이토카인 유전자 발현 및 글루텐 관련질병 인자인 단백질 발현의 변화를 분석하였다. 글리아딘을 투여한 결과 14일 이후부터 식이섭취량이 감소하였고 21일 이후부터는 체중이 급격하게 감소하는 결과를 보였다. GLU70을 저농도로 섭취한 군(GLU70-L)의 경우 체중 및 식이섭취량의 감소 및완화효과가 크게 두드러지지 않았고, GLU70을 고농도로 섭취한군(GLU70-H)의 경우 체중감소정도는 높은 완화효과를 식이섭취량 감소정도는 크게 완화된 것을 확인하였다. 췌장 프로테아제활성의 경우 시험대조군(Gliadin)은 음성대조군 대비 21.2% 감소하는 경향을 보였으나 GLU70을 섭취한 군에서는 활성이 증가됨을 확인하였으며, 특히 GLU70-H군에서는 매우 높은 활성을 보였다. 공장 조직의 병리학적 특성에서도 GLU70의 섭취로 인한완화정도를 확인할 수 있었고, 글리아딘 투여와 GLU70의 섭취로 인한 사이토카인의 변화를 확인하였다. 먼저 대표적인 염증성사이토카인인 종양괴사인자 TNF-알파(TNF-α)는 선천적인 면역반응에서 중요한 사이토카인으로 면역세포를 조절하는 역할을 한다(Hwang 등, 2017). TNF-α의 과다 발현은 알츠하이머, 우울증, 암 및 염증성 장질환을 유발할 수 있으며(Dowlati 등, 2010; Sabença 등, 2021), 이와 반대로 항염증성 사이토카인인 IL-10는단핵구, 대식세포, 수지상 세포, T세포 등의 다양한 세포에서 분비되는 사이토카인으로 염증성 사이토카인의 분비를 제한하는 역할을 가진다(Glocker 등, 2011). 글리아딘 섭취로 인해 증가한TNF-α는 GLU70의 섭취를 통해 발현양이 감소함을 보였다. 이는TNF-α로 발생 가능한 질병들의 예방 혹은 개선에 도움을 줄 수있음을 보여주는 결과이다. 또한 글리아딘 섭취로 인해 감소한IL-10은 GLU70의 섭취로 인해 발현양이 매우 증가하는 결과를보였다. 알레르기성 질병 발병과 관련된 Th2세포에서 생산하는사이토카인 IL-4, IL-5의 유전자 발현을 분석한 결과 두 사이토카인의 유전자 발현양은 글리아딘 섭취로 인해 급격하게 증가하였고 GLU70 섭취를 통해 용량의존적으로 감소함을 보였다. 이는 GLU70의 섭취가 IL-4, IL-5의 발현으로 인한 알레르기 및 천식과 같은 질병 발병의 예방 및 개선의 효과가 있음을 알 수 있다. 또한 셀리악병과 장누수증후군 및 염증반응과 관련된 단백질인 TGM2, zonulin 및 p65NF-κB의 발현 변화를 관찰한 결과 글리아딘의 섭취는 모든 단백질의 발현양을 증가시키는 결과를 보였다. TGM2의 증가는 셀리악병의 발병율을 높이고, zonulin의 증가는 장 상피세포의 밀착간격을 벌어지게 하여 장누수증후군의원인이 되며 p65NF-κB의 과다분비는 염증발생에 관여하는 등의각종 질병 발생의 원인이 될 수 있다(Freitag 등, 2020). 위의 결과를 토대로 GLU70의 섭취는 증가된 염증성 단백질들의 발현양을 감소시키는 결과를 가졌다. 최근 많은 과학자들은 장 내 미생물총을 의미하는 마이크로바이옴과 인체의 건강상태 및 질병과의 상관관계에 대해 많은 연구들을 통해 장 내 미생물총 관리에 대한 중요성 ... Excessive intake of wheat flour can lead to digestive disorders and intestinal diseases due to gliadin in gluten, an indigestible protein that is a causative agent of inflammation. This study aimed to confirm the effects of glutendegrading Lactobacillus strain GLU70 intake on the intestines of gliadin-administered mice. The results showed that GLU70 intake increased the activity of pancreatic proteases and significantly alleviated gliadin-induced damage in the jejunum tissue. While reducing the expression of TMF-α in the intestine, GLU70 intake increased the expression of the anti-inflammatory cytokine IL-10. It also reduced the mRNA expression of cytokines IL-4 and IL-5, which are related to allergic diseases, and decreased the expression of TGM2, zonulin, and p65NF-κB, which are proteins related to celiac disease, leaky gut syndrome, and inflammatory response respectively. Therefore, gluten-degrading Lactobacillus strain GLU70 may be useful in the food industry for its effects of alleviating gliadin-induced complications. KCI Citation Count: 0