The Effect of Oral Probiotic Bacillus amyloliquefaciens on Intestinal Microbiota, Intestinal Structure, Serum Antioxidant Capacity and Inflammatory Responses of Heat Stressed Rats

• 저자: Zhang X; Tang L; Freeman BM; Wang B; Shen W; Li W
• 출처: - (2025)
• DOI/링크: https://doi.org/10.4014/jmb.2505.05008
• 연구 계열: Topics/Natural Product Efficacy Evaluation
• 투고일: 2025-05-12

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TL;DR

Bacillus amyloliquefaciens BaSC06을 2주간 경구 투여한 쥐는 열스트레스(42°C, 30분)로 인한 장 구조 손상, 세균 전위, LPS 증가, 염증·산화 지표 악화가 완화되었다. 균 투여는 장내 미생물 조성도 바꾸었다.

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1. 연구 배경 및 동기

• 다루는 문제: 열스트레스는 장내 미생물총, 장 구조, 항산화 능력, 염증 반응에 악영향을 줄 수 있다.
• 기존의 공백 / 왜 필요한가: 프로바이오틱스가 열스트레스의 부정적 영향을 막는 기전을 밝힐 필요가 있다.

2. 관련 연구

• 이 논문의 위치: 쥐 열스트레스 모델에서 BaSC06의 장내 미생물총, 장 구조, 혈청 항산화 능력, 염증 반응에 대한 효과를 함께 평가했다.

3. 핵심 기여

1. BaSC06이 Firmicutes와 Ruminococcaceae를 늘리고 Bacteroidetes 계열을 줄임을 보였다
2. 열스트레스에서 장 융모 높이, 점막 두께, ZO-1 분포, 세균 전위가 BaSC06 투여로 완화됨을 보였다
3. 혈청 LPS, IL-1, IL-10, HSP70, MDA와 CAT 활성의 변화를 보였다

4. 제안 방법론

• 전체 접근 논리: 2 x 2 설계(균 투여 여부 x 열스트레스 여부)로 쥐를 4군으로 나누고 미생물총, 장 조직, 세균 전위, 혈청 지표를 비교했다.
• 단계:
  • 쥐 24마리를 4군(군당 6마리)으로 나눠 2주간 PBS 또는 BaSC06(10^8 CFU/ml) 1 ml를 매일 경구 투여했다
  • 3, 4군은 42°C, 상대습도 55%에서 30분 열스트레스를 가하고 1, 2군은 25°C에 두었다
  • 분변 16S rDNA 시퀀싱, 장 조직 H&E와 ZO-1 면역염색, 간·비장·장간막 림프절 세균 계수, 혈청 ELISA 및 항산화 키트 분석을 했다

5. 실험 설정

항목	내용
대상/재료	ICR 수컷 쥐 24마리(평균 초기 체중 227.8 ± 3.3 g)
처리 조건	1군 PBS 25°C, 2군 BaSC06 25°C, 3군 PBS와 열스트레스, 4군 BaSC06와 열스트레스(42°C, 30분). 균 투여 2주
대조군	PBS 투여군(열스트레스 유무 각각)
측정 방법	분변 미생물총(16S, LEfSe 등), 소장 융모 높이·점막 두께·V/C 비, ZO-1, 장기 세균 수, 혈청 LPS·IL-1·IL-10·HSP70, SOD·GSH·CAT·MDA

6. 실험 결과 분석

지표	변화(Δ)	조건 · 유의성
장내 미생물 조성	Firmicutes 문과 Ruminococcaceae 과 증가, Bacteroidetes 계열 감소	BaSC06 투여
소장 융모 높이	2군이 1군보다 유의하게 증가. 열스트레스에서 융모 높이와 점막 두께는 3군이 4군보다 유의하게 감소	P < 0.05
ZO-1 분포	3군에서 분포가 흐트러졌고 4군에서 개선	면역조직화학
간, 비장, 장간막 림프절 세균 수	3군이 다른 군보다 유의하게 많음	P < 0.05
혈청 LPS	4군이 3군보다 유의하게 감소	P < 0.05
IL-1, IL-10, HSP70, MDA, CAT	3군에서 IL-1, IL-10, HSP70, MDA 유의하게 증가하고 CAT 활성 감소	다른 군과 비교, P < 0.05

제안 기전(인과 사슬): BaSC06 투여 → 장내 미생물 조성 개선 → 장 구조와 밀착연접(ZO-1) 보존, 세균 전위 및 LPS 감소 → 열스트레스에 의한 염증·산화 손상 완화

7. 비판적 평가

강점

• 균 투여와 열스트레스의 2 x 2 설계
• 미생물, 조직, 면역, 항산화 지표를 함께 분석

한계 · 의문

• 군당 쥐 6마리로 규모가 작다
• 초록 기준 기전은 제안 수준이며 단일 열스트레스 조건만 사용했다

8. 향후 연구 방향

9. 결론

BaSC06 경구 투여는 장내 미생물 조성을 개선해 쥐에서 열스트레스의 부정적 영향을 완화했다. 프로바이오틱스가 열스트레스에 대응하는 기전을 밝히는 데 도움이 된다.

Keywords

Bacillus amyloliquefaciens, heat stress, probiotic, intestinal microbiota, ZO-1, antioxidant, inflammation

원문 그림

원문 그림 · 라이선스: cc-by