KR-20260060546-A - Leuconostoc Lactis SH21 strain and obesity or metabolic diseases treatment uses thereof

Abstract

류코노스톡 락티스 SH21 균주 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명의 따른 신규한 류코노스톡 락티스 SH21 균주, 이의 배양액은 비만을 포함하는 대사성 질환을 효과적으로 예방 또는 치료할 수 있다. 특히, 상기 균주 및 이의 배양액은 유의적인 지방세포 분화 억제 효과, 지방세포 증식 억제 효과 및 지방 축적 억제 효과가 있어, 비만을 포함하는 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료를 위한 프로바이오틱스 또는 포스트바이오틱스로 활용할 수 있다.

Inventors

• 강석성
• 금나나
• 안성현

Assignees

• 동국대학교 산학협력단

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241024

Claims (14)

1. 기탁번호 KCTC 16016BP 기탁된, 류코노스톡 락티스( Leuconostoc Lactis ) SH21 균주.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 균주는 티벳 캐피어(Tibetan kefir) 유래인, 류코노스톡 락티스 SH21 균주.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 균주는 서열번호 1로 기재되는 16S rRNA 염기서열을 가지는 것인, 류코노스톡 락티스 SH21 균주.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 균주는 지방세포 축적 및 분화를 억제하는 것인, 류코노스톡 락티스 SH21 균주.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 균주는 PPARγ(peroxisome proliferator activated receptor γC/EBPα(CCAAT/enhancer binding protein α), aP2(adipose-specific fatty acid-binding protein), LPL(lipoprotein lipase), 렙틴(Leptin) 및 레지스틴(Resistin)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 지방세포 축적 및 분화 관련 인자의 발현을 억제하는 것인, 류코노스톡 락티스 SH21 균주.
6. 청구항 1에 따른 류코노스톡 락티스 SH21 균주의 배양액.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 배양액은 배양 상등액인, 류코노스톡 락티스 SH21 균주의 배양액.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 배양 상등액은 류코노스톡 락티스 균주를 포함하지 않는 것인, 류코노스톡 락티스 SH21 균주의 배양액.
9. 류코노스톡 락티스 SH21, 이의 용해물 및 이의 배양액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 류코노스톡 락티스 SH21은 기탁번호 KCTC 16016BP로 기탁된 것인, 약학 조성물.
11. 청구항 9에 있어서, 상기 대사성 질환은 비만, 당뇨병증, 지방간, 고인슐린혈증, 고요산혈증, 고지질혈증, 고콜레스테롤혈증, 고중성지방혈증, 대사증후군 및 내피기능장애로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 것인, 약학 조성물.
12. 청구항 9에 있어서, 상기 배양액은 류코노스톡 락티스를 포함하지 않는 것인, 약학 조성물.
13. 류코노스톡 락티스 SH21, 이의 용해물 및 이의 배양액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
14. 류코노스톡 락티스 SH21, 이의 용해물 및 이의 배양액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환 예방 및 치료용 포스트바이오틱스(postbiotics) 조성물.

Description

류코노스톡 락티스 SH21 균주 및 이의 비만 또는 대사성 질환의 치료 용도{Leuconostoc Lactis SH21 strain and obesity or metabolic diseases treatment uses thereof} 본 발명은 신규한 류코노스톡 락티스 균주 및 이의 배양액과 상기 균주 및 이의 배양액의 비만을 포함하는 대사성 질환 치료 또는 예방 용도에 관한 것이다. 비만은 열량의 섭취와 에너지 사용의 불균형으로 체내 지방 조직이 과다하게 축적되어 발생하는 만성 질환으로 고혈압, 동맥경화증 등 심혈관계 질환뿐만 아니라 당뇨병, 암, 나아가 우울증과 같이 신체와 정신에 심각한 질병을 동반한다. 지방세포는 체내에서 에너지를 조절하고 저장하는 저장기관으로 미성숙 지방전구세포가 과도한 영양소 섭취로 인해 성숙된 지방세포로 분화하고 증식하면서 중성지방(triglyceride)의 형태로 세포에 축적된다. 이 저장(축적)과정에서 생기는 대사물은 지방세포의 비대와 과형성을 유발하고 세포 지방화를 유도한다. 따라서, 지방세포의 분화 억제, 지방세포의 증식 및 지방 축적을 감소시키는 해결책을 찾는 것이 비만을 치료하고 예방하여 국민건강 증진과 경제적 손실을 줄이는 핵심적인 방안이라고 할 수 있다. 지방전구세포(pre-adipocytes)에서 지방세포(adipocytes)로의 분화과정을 지방형성과정(adipogenesis)이라 하고, 이 과정은 호르몬 신호와 같은 신호분자 및 전사인자가 복잡하게 상호작용하여 특이적 유전자가 발현됨으로써 조절된다. 지방형성과정에서 세포는 지방이 축적됨에 따라 세포의 모양이 둥근 형태로 변하고 세포에서 순차적으로 어떠한 전사인자가 발현되었는지를 통해 지방분화 과정을 초기 분화와 후기 분화로 나눈다. 지방세포 분화과정에서 핵심 역할을 하는 가장 대표적인 전사인자는 CCAAT/enhancerbinding protein(C/EBP) family와 peroxisome proliferator activated receptor γγ이다. C/EBPα와 PPARγ는 후기 분화에 높게 발현되는 전사인자로 지방형성과정 전체 과정동안 서로의 발현을 조절하고 최종적인 지방형성 및 축적에 필요한 지방세포 특이 단백질인 lipoprotein lipase(LPL), adipose-specific fatty acid-binding protein(aP2) 생성을 위한 유전자를 자극한다. 특히, PPARγ의 활성화는 aP2의 발현에 밀접한 연관이 있는 것으로 보고된다. 또한 분화 후기 C/EBPα와 PPARγ의 발현량 증가는 지방 유래 호르몬인 렙틴(Leptin), 레지스틴(Resistin)과 같은 아디포카인(adipokine) 생성을 촉진한다. 이렇듯 복잡한 신호전달 과정과 전사인자들 간의 상호적 관계를 통해 전-지방세포의 지방세포로의 분화와 지방의 축적이 이뤄지고 중성지방의 형태로 지방구의 크기가 비대해진다. 따라서 상기 전사인자들과 신호전달과정의 비활성화 시켜 전-지방세포에서 지방세포로의 분화를 억제하고 지방의 축적을 막으면 비만 치료 및 예방에 효과적일 것으로 기대된다. 비만치료제에는 식욕억제제, 지방분해효소 억제제 등이 존재하지만 비만치료제에 대한 지나친 의존과 장기간 복용은 부작용 위험이 있기 때문에 약물치료에는 신중한 고민을 요한다. 그러한 이유로 부작용이 없으면서 비만치료에 효과적인 식품 유래 물질을 활용한 건강기능식품의 역할에 대한 중요성이 커지고 있다. 유산균, 즉 프로바이오틱스는 생균(live cells)인 상태로 섭취 시 몸에 이로운 작용을 하는 미생물을 총칭한다. 프로바이오틱스는 주로 설사, 과민성장증후군, 변비와 같은 위장 장애를 치료하는데 사용된다. 최근에는 면역기능 향상, 항염증, 항암과 같은 기능성이 연구되고 있다. 하지만 프로바이오틱스로 인정받기 위한 기준조건이 까다롭고 일부 면역력이 약한 사람, 유아나 노인들이 복용할 경우 부작용이 발생할 수 있다는 단점이 존재한다. 그리고 생균 유지를 위해 생산 및 유통 과정에서의 비용 문제나 생균으로 복용하기 때문에 다양한 제형으로는 사용할 수 없다는 한계점이 있다. 이를 보안하기 위해 살아 있는 균이 아닌 유산균 활성물질을 이용해 프로바이오틱스 효능을 낼 수 있는 포스트바이오틱스(postbiotics)에 관한 연구가 증가하고 있으나, 포스트바이오틱스의 항비만 효과에 대해서는 연구가 미비한 실정이다. 한편, 프로바이오틱스는 요거트나 김치와 같은 발표식품에서 발견된다. 특히 티벳 캐피어(Tibetan kefir)는 티벳 고원이라는 척박한 환경에서도 살아남아야 하기 때문에 저온 및 자외선 파장에 강하고 항균, 항염증과 관련된 영양분이 풍부한 것으로 보고된다. 티벳 캐피어에는 다양한 프로바이오틱스가 존재하며 이들 중 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconoctos mesenteroides) 등이 있는데 상기 균주들은 미생물 성분과 응용분야에서는 많은 주목을 받고 있지만 그 기능성을 산업화하여 적용하는 것까지 발전하지 못하였다. 이에, 본 발명자는 티벳 캐피어(Tibetan kefir) 유래의 인체에 안전하면서도 비만을 포함하는 대사성 질환에 유의적인 효과를 가지는 신규 균주, 이의 배양액 및 이를 이용한 포스트바이오틱스 조성물을 제공하고자 한다. 도 1은 류코노스톡 락티스 SH21 균주의 16s rRNA 염기서열 및 다른 균주의 16s rRNA 염기서열의 상동성을 분석한 분류학적 계통도이다. 도 2는 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액의 3T3-L1 지방전구세포에 대한 세포 독성을 나타낸 그래프이다. 도 3은 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액을 처리함에 따른 3T3-L1 지방전구세포에서의 지방구 형성 및 지방 축적 억제 효과를 나타낸 그래프 및 이미지이다: 도 3a는 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액을 처리함에 따른 3T3-L1 지방전구세포에서의 지방구 형성 및 지방 축적 억제 효과를 나타낸 이미지이고, 도 3b는 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액을 처리함에 따른 3T3-L1 지방전구세포에서의 지방구 형성 및 지방 축적 억제 효과를 나타낸 그래프이다. 도 4는 MRS 배지 상등액만 처리한 경우, 3T3-L1 지방전구세포에서의 지방구 형성 및 지방 축적을 나타낸 이미지 및 그래프이다: 도 4a는 MRS 배지 상등액의 3T3-L1 지방전구세포에서의 지방구 형성 및 지방 축적에 영향을 미치는지 여부를 확인한 이미지이고, 도 4b는 MRS 배지 상등액의 3T3-L1 지방전구세포에서의 지방구 형성 및 지방 축적에 영향을 미치는지 여부를 확인한 그래프이다. 도 5는 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액의 트리글리세라이드 축적 억제 효과를 나타낸 그래프이다. 도 6은 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액을 처리함에 따른 3T3-L1 지방전구세포에서의 지방세포 분화 억제 효과를 나타낸 그래프이다: 도 6a는 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액을 처리함에 따른 3T3-L1 지방전구세포에서의 지방세포 분화 관련 인자인 PPARγC/EBPα, C/EBPβ및 SREBP-1의 mRNA 발현 억제 효과를 나타낸 그래프이고, 도 6b는 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액을 처리함에 따른 3T3-L1 지방전구세포에서의 지방세포 분화 관련 인자인 PPARγ및 C/EBPα 단백질의 발현 억제 효과를 나타낸 이미지 및 그래프이다. 도 7은 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액을 처리함에 따른 지방세포에서 FABP4 및 LPL mRNA의 발현 정도를 나타낸 그래프, 및 aP2 및 LPL 단백질의 발현정도를 나타낸 이미지 및 그래프이다: 도 7a는 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액을 처리함에 따른 FABP4 및 LPL mRNA의 발현 정도를 나타낸 그래프이고, 도 7b는 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액을 처리함에 따른 aP2 및 LPL 단백질의 발현정도를 나타낸 이미지 및 그래프이다. 도 8은 류코노스톡 락티스 SH21의 무세포 배양 상등액을 처리함에 따른 지방세포에서 렙틴 및 레지스틴 mRNA의 발현 정도를 나타낸 그래프이다. 이하 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예 1. 티벳 요거트 유래 류코노스톡 락티스 SH21 균주의 분리 티벳 캐피어(Tibetan kefir) 속 유산균 분리를 위하여 희석한 티벳 캐피어를 포함하는 티벳 요거트 100 μL를 유산균 선택배지인 MRS 고체배지 위에 도말하여 37℃에서 48시간 동안 배양하였다. 그런 다음, 투명환을 형성한 콜로니를 관찰하여, 그 콜로니의 형태와 그람 염색(Gram staining)을 통해 28 개의 균주를 순수 분리하였다. 분리한 균주는 MRS액체 배지에서 두 번 계대배양하고, 글리세롤 50%(w/v) 및 -80 ℃ 조건에서 보관하였다. 그리고 분리한 28개의 균주 중 MRS 고체배지에서 가장 활성이 좋은 균주를 선발하였다. 구체적으로, 분리된 28개의 균주 중 MRS 고체배지에서 가장 활성이 좋은 균주를 선별한 후, 해당 균주의 생화학적 특성을 확인하기 위해 API 50CHL kit를 사용하여 탄수화물 발효 양상을 조사하였으며, 그 결과를 표 1에 내었다. 또한, API 50CHL kit를 이용한 동정 결과, 해당 균주가 류코노스톡 락티스임을 확인하였다. SubstrateSH21SubstrateSH21Control+Esculin+Glycerol-Salicin-Erythritol-D-cellobiose-D-arabinose-D-maltose+L-arabinose-D-lactose-D-ribose-D-melibiose+D-xylose-D-saccharose+L-xylose-D-trehalose-D-adonitol-Inulin-Methyl-β-D-melezitose-5-ketogluconate-D-raffinose+D-glucose+Starch-D-fructose+Glycogen-D-mannose+Xylitol-L-sorbose-Gentiobiose-L-rhamnose-D-turanose-Dulcitol-D-lyxose-Inositol