프로바이오틱스는 섭취 시 건강 상의 유익한 작용을 하는 미생물로 여러 균주에 대해 생균체, 사균체, 대사물 등의 형태로 항산화, 항염, 항암, 면역 조절, 항비만 등 다양한 기능성이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 한국의 전통 발효 식품인 김치에서 분리한 유산균 균주를 사용하여 구강 건강과 호흡기 건강 개선의 가능성을 평가하는 것을 목적으로 하였다.
첫째, Weissella cibaria D29, D30, D31, B22 네 균주는 본 연구실의 선행 연구에서 프로바이오틱스 특성과 항산화 및 항염 효과가 보고되었다. 본 연구에서는 W. ciabria 네 균주의 생균체 및 상등액을 충치 원인균인 Streptococcus mutans 세 균주와 반응시킨 후 항균 및 항바이오필름 효과를 확인하여 구강건강 개선에 도움을 줄 수 있는지를 평가하고자 하였다. W. ciabria 생균체는 공동응집을 통해 S. mutans 의 생장과 바이오필름 형성을 억제하였다. W. ciabria 상등액은 S. mutans 의 생장, 불용성 exopolysaccharides 생성능, 자가응집력, 쿼럼센싱, 독성인자의 발현 등을 조절하여 바이오필름 형성억제 및 제거에 효과를 보였으며, 이는 주사전자현미경과 공초점 레이저 주사현미경을 통해 확인되었다.
둘째, Levilactobacillus brevis KU15151 생균체는 선행 연구에서 프로바이오틱스 특성과 항산화능, RAW 264.7 세포에 대한 항염 효과가 보고되었다. 본 연구에서는 열처리된 L. brevis KU15151 사균체에서의 항산화능 및 A549 세포에 대한 항염 효과를 확인하여 호흡기건강 개선에 도움을 줄 수 있는지 그 가능성을 평가하고자 하였다. L. brevis KU15151 사균체는 강력한 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능을 보였으며 활성 산소종의 발생을 효과적으로 억제하였다. 또한 MAPK 및 NF-kB signaling 에 관여하는 ERK 1/2, JNK, p38 MAPK, p65, IκB-α 의 인산화를 억제하고, 호흡기 질환에 큰 영향을 주는 염증성 사이토카인의 mRNA 발현 및 IL-6, eotaxin 수치를 감소시켜 LPS 로 유도된 A549 세포에 대한 항염 효과를 가지는 것으로 확인되었다.
본 연구는 프로바이오틱스 특성을 가진 W. ciabria 네 균주에서 얻은 생균체 및 대사물의 충치균에 대한 항균 및 항바이오필름 효과, 작용 방식을 확인하였다. 또한, 열처리한 L. brevis KU15151 의 사균체의 항산화능과 LPS 로 유도된 폐 상피세포에 대한 항염 효과를 검증하였다. 따라서, W. ciabria 네 종의 생균체 및 대사물이 구강건강 개선에 도움을 줄 수 있으며, L. brevis KU15151 의 사균체가 호흡기건강 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.