Anti-Allergic Inflammatory Effect of Bacteria Isolated from Fermented Soybean and Jeotgal on Human Mast Cell Line (HMC-1)

The mast cell is one of the major effector cells in inflammatory reactions and can be found in most tissues throughout the body. Activated mast cells can produce histamine, as well as a wide variety of other inflammatory mediators such as eicosanoids, proteoglycans, proteases, and several pro-inflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$, and interleukins (IL-6), IL-8, IL-4, IL-13. In the present study, we isolated two bacterial strains (J80 and G147) from fermented soybean and Jeotgal, and investigated the inhibitory effects of their extracts which were prepared by several pretreatment methods (sonication for 20 min, heating at $100^{\circ}C$ for 30 min, autoclaving at $121^{\circ}C$ for 15 min) on the mast cell-mediated inflammatory response. The pretreated bacterial extracts had no cytotoxicity against Human Mast Cell (HMC-1). Among various pretreatments, the extracts treated at $100^{\circ}C$ showed highest inhibition of histamine release (J80, 28.46%; G147, 41.14%). The J80 and G147 extracts treated at $100^{\circ}C$ resulted in the inhibition of IL-6 secretion by 38.46% and 56.45%, respectively. The J80 extract treated at $100^{\circ}C$ resulted in the inhibition of TNF-${\alpha}$ secretion by 66.67%, but G147 extract showed the highest inhibition effect by 41.1% when treated with sonication. These results suggest that bacterial extracts treated at $100^{\circ}C$ have a higher level of anti-inflammatory effects than other treatments such as sonication or autoclaving.

장류 및 젓갈 분리 균주 추출물의 비만세포 매개 항염증효과

본 연구에서 장류 및 젓갈 유래 균체를 각각 sonication, $100^{\circ}C$에서 30 min, $125^{\circ}C$에서 15 min의 조건으로 추출하여 HMC-1에 처리하였을 때, 이 추출방법에 따른 HMC-1매개 염증반응 억제효과를 조사하였다. 추출방법을 달리하여 추출한 장류 및 젓갈 유래 균체 J80, G147이 HMC-1생존율에 미치는 영향은 대조구 B (Not treated)와 비교하였을 때 86~96%로 유의적 차이를 보이지 않아 장류 및 젓갈 유래 균체에 의한 세포 독성은 나타나지 않았다. 장류 및 젓갈 유래 균체의 모든 전처리구에서 histamine 유리 억제효과를 나타내었으며 특히, $100^{\circ}C$에서 30 min 동안 가열하였을 때 histamine 억제율이 J80에서 28.86%, G147에서 41.14%으로 가장 높게 나타냈다. IL-8 분비량은 J80, G147의 모든 전처리구에서 IL-8 분비억제효과가 나타났으며, J80의 경우 $100^{\circ}C$, 30 min에서 처리한 구에서 분비량이 0.78 ng/ml로 대조구 B (Not treated)에 비하여 약 28.45%의 분비억제효과로 가장 높게 나타내었다. G147의 경우 $125^{\circ}C$, 15 min에서 처리한 구에서 분비량이 0.73 ng/ml로 약 36.52%의 분비억제효과로 가장 높게 나타내었다. IL-6 분비량을 측정한 결과 J80, G147의 모든 실험구에서 IL-6 분비억제효과가 나타났으며, J80에서는 $100^{\circ}C$, 30 min한 D구의 분비량이 0.40 ng/ml으로 대조구 B (Not treated)에 비하여 약 38.46%의 분비억제효과로 가장 높았으며, G147 역시 $100^{\circ}C$, 30 min 동안 처리한 D구의 분비량이 0.27 ng/ml으로 대조구 B (Not treated)에 비하여 56.45%의 분비억제효과로 가장 높게 나타냈다. TNF-${\alpha}$ 분비량 역시 IL-6와 마찬가지로 J80, G147에서 대조구 B보다 낮은 분비량으로 TNF-${\alpha}$ 분비 억제효과가 나타났으며 J80의 경우 $100^{\circ}C$, 30 min 처리한 D의 TNF-${\alpha}$ 분비량이 0.052 ng/ml으로 66.67%의 분비억제효과로 가장 높았으며, G147의 경우 sonication을 처리한 C구의 TNF-${\alpha}$ 분비량이 0.086 ng/ml으로 41.1%의 분비억제효과로 다른 구에 비해 높은 억제효과를 나타내었다. 위의 결과를 통해서 장류 및 젓갈 유래 균체의 3가지 전처리 방법 중 $100^{\circ}C$, 30 min 처리 시 염증 반응 억제 효과가 가장 높을 것으로 예상된다. 결과를 미루어보아 장류를 섭취하는 대표적인 방법인 가열하여 찌개로 조리과정 중 장류 및 젓갈 속의 균체가 열에 가열되면서 염증억제효과 높일 수 있는 가장 좋은 조리 방법으로 사료되며, 이는 대중들이 가장 가깝게 염증반응 억제효과를 볼 수 있는 식품일 것이다. 또한 염장처리과정만을 거친 젓갈을 섭취하는 것보다 열처리과정을 거친 젓갈을 섭취할 경우 염증억제효과를 더 높일 수 있을 것으로 예상된다.