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Natural Product Efficacy Evaluation

Anti-inflammatory potential via the MAPK signaling pathway of Lactobacillus spp. isolated from canine feces

정리일 2026-09-07

Anti-inflammatory potential via the MAPK signaling pathway of Lactobacillus spp. isolated from canine feces

  • 저자: Park MA; Park M; Jang HJ; Lee SH; Hwang YM; Park S; Shin D; Kim Y
  • 출처: - (2024)
  • DOI/링크: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0299792
  • 연구 계열: Topics/Natural Product Efficacy Evaluation
  • 투고일: 2023-11-02

TL;DR

개 분변에서 분리된 Lactobacillus reuteri C1과 L. acidophilus C5는 MAPK 신호전달 경로를 통해 LPS 유도 염증을 감소시키는 항염증 효과를 나타냈다. 이 두 균주는 프로바이오틱 특성을 갖춘 후보균주로서 항염증 잠재력을 바탕으로 프로바이오틱으로 사용될 수 있다.

1. 연구 배경 및 동기

  • 다루는 문제: Lactobacillus reuteri와 L. acidophilus는 인간과 동물에서 항산화, 항염증, 면역증강, 항암 등 다양한 프로바이오틱 효과를 나타낸다. 본 연구는 개 분변에서 분리된 두 프로바이오틱 후보균주 C1과 C5의 항염증 잠재력을 평가하였다.
  • 기존의 공백 / 왜 필요한가: 기존 Lactobacillus 균주들의 프로바이오틱 효과가 알려져 있으나, 개 분변 유래 특정 균주들의 분자 수준의 항염증 기전에 대한 연구가 필요하다.

2. 관련 연구

  • 기존 연구 흐름: L. reuteri와 L. acidophilus의 항산화, 항염증, 면역증강 특성에 관한 선행 연구들이 존재한다.
  • 이 논문의 위치: 본 연구는 개 분변 유래 Lactobacillus 균주의 프로바이오틱 특성을 확인하고, MAPK 신호전달 경로를 통한 항염증 기전을 규명함으로써 기존 연구를 확장한다.

3. 핵심 기여

  1. 개 분변에서 분리된 L. reuteri C1과 L. acidophilus C5의 프로바이오틱 특성 확인 (산 및 담즙염 내성, HT-29 세포 부착성, 항생제 감수성)
  2. LPS 자극 RAW 264.7 세포에서 iNOS 발현 감소 및 NO 생성 억제 확인
  3. 항염증 사이토카인 IL-10 발현 증가 및 염증성 사이토카인 IL-1β 발현 억제 확인
  4. MAPK 신호전달 경로를 통한 항염증 기전 규명

4. 제안 방법론

  • 전체 접근 논리: 개 분변 유래 Lactobacillus 균주의 프로바이오틱 특성을 생화학적 시험으로 검증한 후, LPS 자극 대식세포 모델에서 항염증 효과와 관련 신호전달 경로를 분석하였다.
  • 단계:
    • L. reuteri C1과 L. acidophilus C5의 산 및 담즙염 내성 평가
    • HT-29 세포 단층에 대한 부착성 및 항생제 감수성 평가
    • LPS 자극 RAW 264.7 세포에서 iNOS 발현 및 NO 생성 측정
    • LPS 자극 RAW 264.7 세포에서 IL-10 및 IL-1β 발현 측정
    • MAPK 신호전달 경로 관련 인자 분석

5. 실험 설정

항목 내용
대상/재료 개 분변에서 분리된 Lactobacillus reuteri C1 및 L. acidophilus C5 균주, HT-29 세포, RAW 264.7 대식세포
처리 조건 LPS 자극, 산 및 담즙염 노출
대조군 LPS 자극 대조군
측정 방법 iNOS 발현, NO 생성, IL-10 및 IL-1β 발현, MAPK 신호전달 경로 분석

6. 실험 결과 분석

지표 변화(Δ) 조건 · 유의성
산 및 담즙염 내성 C1과 C5 모두 우수한 내성 확인 프로바이오틱 특성 확인
HT-29 세포 부착성 C1과 C5 모두 효과적인 부착성 확인 프로바이오틱 특성 확인
iNOS 발현 및 NO 생성 C1과 C5에 의해 감소 LPS 자극 RAW 264.7 세포
IL-10 발현 C1과 C5에 의해 증가 LPS 자극 RAW 264.7 세포
IL-1β 발현 C1과 C5에 의해 억제 LPS 자극 RAW 264.7 세포

제안 기전(인과 사슬): LPS 자극 → MAPK 신호전달 경로 활성화 → iNOS 발현 증가 및 NO 생성 증가, IL-1β 발현 증가 → Lactobacillus C1/C5 처리 → MAPK 신호전달 경로 억제 → iNOS 발현 감소, NO 생성 감소, IL-10 발현 증가, IL-1β 발현 억제 → 항염증 효과

7. 비판적 평가

강점

  • 개 분변 유래 자연 프로바이오틱 균주를 사용하여 실제 적용 가능성이 높음
  • 산 내성, 담즙염 내성, 세포 부착성, 항생제 감수성 등 포괄적인 프로바이오틱 특성 평가
  • 분자 수준에서 항염증 기전을 MAPK 신호전달 경로와 연결하여 규명

한계 · 의문

  • 동물 모델이나 임상 시험을 통한 in vivo 검증 부재
  • MAPK 신호전달 경로의 구체적인 단계별 기전에 대한 상세 분석 부족
  • 다른 신호전달 경로와의 상호작용 미검토

8. 향후 연구 방향

  • 동물 모델에서 C1과 C5의 항염증 효과 및 안전성 평가
  • MAPK 신호전달 경로의 상위 및 하위 인자들에 대한 상세 분석
  • 다른 염증 모델 및 질환 상황에서의 효과 검증

9. 결론

Lactobacillus reuteri C1과 L. acidophilus C5는 우수한 프로바이오틱 특성을 갖추고 있으며, MAPK 신호전달 경로를 통해 LPS 유도 염증을 효과적으로 감소시킨다. 이 두 균주는 항염증 잠재력을 바탕으로 프로바이오틱으로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.

Keywords

Lactobacillus, probiotics, anti-inflammatory, MAPK signaling pathway, cytokines, LPS, canine, immunomodulation

원문 그림

Fig 1. Acid and bile tolerance and intestinal adhesion activity. (A) Survivability test of bacterial strains at pH 2.5 and
Fig 1. Acid and bile tolerance and intestinal adhesion activity. (A) Survivability test of bacterial strains at pH 2.5 and
Fig 2. NO production and iNOS expression in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. (A) NO production. (B)
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Fig 3. C1 and C5 treatment repressed pro-inflammatory cytokine expression and promoted anti-inflammatory
Fig 3. C1 and C5 treatment repressed pro-inflammatory cytokine expression and promoted anti-inflammatory
Fig 4. Regulation of MAPK activation. (A) Expression of MAPKs. ERK1/2, phosph-ERK1/2, JNK, and phospho-JNK
Fig 4. Regulation of MAPK activation. (A) Expression of MAPKs. ERK1/2, phosph-ERK1/2, JNK, and phospho-JNK

원문 그림 · 라이선스: cc-by

paperlactobacillusprobioticsanti-inflammatorymapk-signaling-pathwaycytokineslps