대장암은 전 세계적으로 3번째로 흔한 암이며, 암으로 인한 사망률 2위에 해당한다. 최근 장내 미생물과 대장암과의 연관성에 대한 많은 연구가 수행되고 있는데, 그중에서도 장내 미생물이 생성한 β-glucuronidase, nitroreductase 등의 효소가 암과 연관이 있다고 보고되고 있다. β-glucuronidase는 glucuronic acid에 비당체가 결합한 glucuronide unit을 가수분해하는 효소이다. 이 효소는 glucuronic acid conjugate로 무독화된 발암물질에서 conjugation을 끊어 다시 발암성을 나타나게 한다. 본 연구는 식품 및 장내에 존재하고 있는 젖산균도 이 효소를 생성할 수 있음에 주목하였다. 이에 본 연구에서는 β-glucuronidase 활성을 가진 젖산균을 AOM/DSS 처리 마우스에 먹였을 때 대장암 악화에 미치는 영향과 장내 균총이 어떻게 변화하는지 확인하고자 하였다. β-glucuronidase 활성이 있는 젖산균을 확보하기 위하여 김치, 치즈, 소고기와 유아 분변에서 균을 분리하였으며, 해당 분리주의 β-glucuronidase 활성을 확인하였다. 유아분변에서 분리된 Lactobacillus paragasseri SMFM2021-S8 (LP)의 β-glucuronidase 활성이 0.47 μM/h로 가장 높았으며, 김치에서 분리된 Limosilactobacillus fermentum SMFM2016-NK1(LF)의 β-glucuronidase 활성이 0.34 μM/h로 두 번째로 높았다. 이 두가지 균주를 마우스에 급여하기 위한 β-glucuronidase 양성 균주로 선정하였으며, β-glucuronidase 음성 균주로는 0.10 μM/h의 활성도를 보인 Pediococcus pentosaceus SMFM2016-WK1 (PP)를 선정하였다. 이 세가지 균주의 장 부착능 실험 결과 양성대조군 LGG 대비 유의차가 없었고, 세포 증식에 영향을 거의 미치지 않아 세포 독성이 없음을 확인하였다. AOM/DSS 처리를 하여 대장암을 유도한 마우스에 선정된 3가지 젖산균을 10주간 급여하였고, β-glucuronidase 활성에 따른 대장암 악화에의 차이를 관찰하였다. 실험 결과 비장-체중 지수가 β-glucuronidase 활성이 가장 높은 젖산균 LP를 처리한 군에서 가장 높았다. AOM/DSS를 처리한 모든 군에서 대장 길이 단축이 관찰되었고(p<0.05), 대장 종양 개수도 β-glucuronidase 양성 균주 LF 및 LP를 급여한 군에서 가장 높았다. 조직병리학적 분석을 통해 세포 과형성 및 염증 점수가 LP를 처리한 군에서 가장 높음을 확인하였고, LF 및 LP 급여 군에서는 선종 및 염증세포 침윤이 관찰되었다. 대장 내 β-glucuronidase 단백질 발현량은 LF 및 LP 급여 군이 다른 군에 비하여 높음을 확인하였고, 염증 관련 지표 및 세포 주기 조절인자, 세포사멸 인자, Wnt/β-catenin 신호 조절 인자 발현량이 높아져 미쳐 암 악화에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다. 장내균총 분석 결과, β-glucuronidase 양성 균주 LP를 급여한 군에서 Prevotellamassilia timonensis, Duncaniella muris, Bilophila wadsworthia 등의 균주가 다른 군에 비해 특이적인 균주로 확인되었는데, 해당 균들은 염증, 세포 주기, 세포 자멸사와 관련된 단백질과 양의 상관관계가 있음을 확인하였다. PICRUSt2를 활용하여 장내 균총의 기능 분석을 수행하였으며, LP 처리 군에서 polyamine, lipopolysaccharide, acetate 생성 관련 기작이 상향 조절됨을 확인하였다. 해당 기작들은 대장 종양 개수, 염증 및 세포 자멸사 관련 단백질과 양의 상관관계가 있음을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구는 AOM/DSS 처리된 마우스 모델을 활용하여 대장암을 유도하였을 때 β-glucuronidase 활성이 있는 젖산균과 대장암 진행이 선형 관계가 있음을 확인하였다. 따라서, 젖산균이 생성하는 β-glucuronidase와 대장암과의 인과관계는 추가적인 연구로 입증할 필요가 있다.