Astaxanthin, a natural carotenoid component of shrimp, has been used as a food additive for the treatment of various diseases, but a functional role of Astaxanthin Nanosphere (AN) in the regulation of intestinal mucin (Muc) 2 production during bacterial infection has not described yet. In this study, we have investigated the effect of AN prepared from astaxanthin during Muc2 repression elicited by the Gram-negative bacterium V. vulnificus in human gastrointestinal epithelial (HT-29) cells. AN significantly inhibited the level of ROS production and PKC activation in recombinant protein (r) VvpE-stimulated HT-29 cells. Moreover, AN inhibited the PKC-mediated phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase and nuclear factor-kappa B responsible for region-specific hypermethylation in the Muc2 promoter in rVvpE-treated HT-29 cells. In the mouse models of V. vulnificus infection, treatment with AN maintained the level of Muc2 expression in the intestine. On the basis of these results, we suggest that AN blocks the hypermethylation of the Muc2 promoter to restore the level of Muc2 production in HT-29 cells infected with V. vulnificus.
Pathogenic Salmonella typhimurium can invade the intestinal epithelium and cause a wide range of diseases including gastroenteritis and bacteremia in human and animals. To identify the genes involved in the infection, the invasion determinant was obtained from S. typhimurium 82/6915 and was subcloned into pGEM-7Z. A subclone DHl (pSV6235) invaded HEp-2 and Chinese hamster ovary epithelial cells and contained a 4.4 kb fragment of S. typhimurium genomic region. Compared with the host strain E. coli DHl, the subclone DHl (pSV6235) invaded cultured HEp-2 and Chinese hamster ovary cells at least 75- and 68-fold higher, respectively. The invasion rate of E. coli DHl for the cells significantly increased by harbouring the genomic region derived from pathogenic S. typhimurium 82/6915.
Human breast milk (HBM) is essential for the infant's growth and development right after birth and is an irreplaceable source of nutrition for early human survival. Various infant formulas have many similarities to HBM in many components, but there is no perfect substitute for HBM. Recently, various breast milk components and their roles have been studied according to the development of various analysis techniques. As is already well known, HBM contains about 87%-88% water, and 124-g/L solid components as macronutrients, including about 7% (60-70 g/L) carbohydrates, 1% (8-10 g/L) protein, and 3.8% (35-40 g/L) fat. The composition may vary depending on the environmental factors, including maternal diet. Colostrum is low in fat but high in protein and relatively rich in immuneprotective components. Although HBM contains enough vitamins to ensure normal growth of the infant, vitamins D and K may be insufficient, and the infant may require their supplementation. Growth factors in HBM also serve as various bioactive proteins and peptides on the intestinal tract, vasculature, nervous system, and endocrine system. In the past, HBM of a healthy mother was thought to be sterile. However, several subsequent studies have confirmed the presence of rich and diverse microbial communities in HBM. Some studies suggested that the genera Staphylococcus and Streptococcus may be universally predominant in HBM, but the origin of microbiota still remains controversial. Lastly, milk is the one of most abundant body fluid of microRNAs, which are known to play a role in various functions, such as immunoprotection and developmental programming, through delivering from HBM and absorption by intestinal epithelial cells. In conclusion, HBM is the most important source of nutrition for infants and includes microbiomes and miRNAs for growth, development, and immunity.
Chae, Jung Min;Heo, Wan;Cho, Hyung Taek;Lee, Dong Hun;Kim, Jun Ho;Rhee, Min Suk;Park, Tae-Sik;Kim, Yong Ki;Lee, Jin Hyup;Kim, Young Jun
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제28권11호
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pp.1800-1805
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2018
Inflammatory bowel disease, including Crohn's disease and ulcerative colitis (UC), is a chronically relapsing inflammatory disorder of the gastrointestinal tract. Intestinal epithelial cells (IECs) constitute barrier surfaces and play a critical role in maintaining gut health. Dysregulated immune responses and destruction of IECs disrupt intestinal balance. Dextran sodium sulfate (DSS) is the most widely used chemical for inducing colitis in animals, and its treatment induces colonic inflammation, acute diarrhea, and shortening of the intestine, with clinical and histological similarity to human UC. Current treatments for this inflammatory disorder have poor tolerability and insufficient therapeutic efficacy, and thus, alternative therapeutic approaches are required. Recently, dietary supplements with probiotics have emerged as promising interventions by alleviating disturbances in the indigenous microflora in UC. Thus, we hypothesized that the probiotic Bifidobacterium animalis subsp. lactis strain BB12 could protect against the development of colitis in a DSS-induced mouse model of UC. In the present study, oral administration of BB12 markedly ameliorated DSS-induced colitis, accompanied by reduced tumor necrosis factor-${\alpha}$-mediated IEC apoptosis. These findings indicate that the probiotic strain BB12 can alleviate DSS-induced colitis and suggest a novel mechanism of communication between probiotic microorganisms and intestinal epithelia, which increases intestinal cell survival by modulating pro-apoptotic cytokine expression.
정상인에서 장내세균은 숙주의 면역이나 영양 흡수를 돕지만, 때로는 기회감염균으로서 그들을 위협하기도 한다. 그 중 절대 혐기성 세균인 Bacteroides fragilis는 분비되는 장독소(enterotoxin)인 Bacteroides fragilis toxin (BFT)의 유무에 따라 non-enterotoxigenic B. fragilis (NTBF)와 enterotoxigenic B. fragilis (ETBF)로 나뉜다. ETBF는 가축 및 사람에서 설사 질환 및 대장 질환을 유발한다 그러나 때때로 ETBF를 가지고 있으나 증상이 없는 사람도 존재한다. ETBF는 염증성 설사 질환, 여행자 설사 환자의 대변에서 검출되어 주목 받고 있다. 또한, 몇몇 연구를 통해 inflammatory bowel disease (IBD)나 대장염 및 대장암 환자에서 ETBF가 증가한다는 것이 밝혀졌다. 일반 C57BL/6 마우스 및 germ-free 마우스, multiple intestinal neoplasia (Min) 마우스, 토끼, Mongolian gerbil 등 여러 동물 모델에서 ETBF가 IBD나 대장염, 대장암을 유발 또는 촉진한다는 것이 발표되었다. ETBF의 유일한 병원성 인자인 BFT는 E-cadherin의 분절을 유도하여 장상피 세포의 투과성을 높인다. 이어서 ${\beta}$-catenin 신호전달계가 활성화하여 장상피세포의 증식이 증가한다. 또한 ETBF의 감염은 일반 마우스에서 급성이나 만성의 대장염을 일으키고 Min 마우스에서 종양 형성을 촉진한다. 이는 Stat3에 의존한 $T_H17$ 면역반응의 활성화를 통해 일어난다. 현재 ETBF의 검출 방법에는 크게 BFT toxin assay와 몇 가지 PCR 방법이 있다. 최근 real-time PCR과 같은 분자진단학적 기법의 발달로 일반적인 PCR보다 더 정확한 ETBF의 검출이 가능하게 되었다. 이것을 이용하여 앞으로 실제 임상에서 ETBF와 대장염 및 대장암의 발달 관계에 대한 심도 깊은 연구가 이뤄질 것으로 본다.
Emerging studies suggest that vegetables or fruit juices deemed to be potential alternative base medium for lactic acid bacteria fermentation. Until now, limited studies have been carried out to evaluate such applications. Thus, the objective of present study is that lactic acid bacteria were evaluated for their viability at low pH, growth during storage at low temperature, and $CO_2$ formation. Furthermore, the effects of grapefruit extract with respect to cell viability, sensory ability, and organic acid production were evaluated for these strains. The probiotic properties of the strains, including acid tolerance, bile tolerance, and adhesion to human intestinal epithelial cells (HT-29 cells), prebiotic characteristics, and safety features were examined. All strains survived in MRS medium broth adjusted to pH 3.8, at $10^{\circ}C$ for 6 days, and did not produce $CO_2$ to check post fermentation. The medium of grapefruit extract fermentation by Lactobacillus plantarum CJIH 203 resulted in maximal viable counts, compared with other strains, and the extract subsequently tasted sour due to the presence of lactic acid. Lactobacillus plantarum CJIH203 was highly resistant to artificial gastric juice and intestinal juice, while Lactococcus lactis SJ09 strongly adhered to HT-29 cells. Tagatose showed the greatest ability to enhance the growth of L. plantarum SJ21, relative to the other strains. All strains were verified by safety tests such as hemolysis, gelatin hydration, and urea degradation. Therefore, these strains could be promising candidates for use in reducing excessive post-fermentation and functional products.
목 적 : 경구 내독소와 저산소 자극을 이용하여 신생쥐에서 실험적 괴사성 장염(necrotizing enterocolitis, NEC)을 유발하고 그 병태생리에서 세포자멸사의 역할을 알아본다. 방 법:신생쥐에 경구로 내독소(5 mg/kg)를 투여하고 8% 저산소 자극을 주어 NEC를 유발하고 성공적으로 NEC가 유발된 군에 caspase 억제제를 전처치하고 비교하였다. 장 조직의 병리학적 분석은 hematoxylin-eosin 염색한 슬라이드로 하였고 세포자멸사는 TUNEL 염색과 장 조직 caspase-3 활성으로 분석하였다. IEC-6세포주에 내독소와 저산소를 처리한 후 세포자멸사와 Bax, Bcl-2, Fas, FasL의 발현을 분석하였다. 결 과:경구 내독소(5 mg/kg)와 반복적으로 60분간 2회 투여된 8% 저산소 자극에 의해서 NEC와 유사한 장병변이 신생쥐에서 유발되었다. 장 조직은 세포자멸사와 caspase-3 활성의 증가를 보여주었다. Caspase 억제제 전처치에 의해서 세포자멸사와 NEC의 중증도가 모두 감소하였다. IEC-6 세포주도 내독소와 저산소 자극에 의해서 세포자멸사와 caspase-3 활성의 증가를 보여주었으며 Bax/Bcl-2 ratio가 유의하게 증가하였다. 결 론:경구 내독소와 저산소를 이용한 본 NEC 신생쥐 모델은 caspase-3 활성에 의해 매개되는 장 상피세포의 세포자멸사가 병태생리에 관여함을 보였다. 본 동물모델은 임상에서 흔히 접할 수 있는 자극을 적용하였기 때문에 그 병태생리와 치료적 시도의 연구에 더욱 유용하리라고 본다.
다양한 건강기능식품 중 프로바이오틱스는 전 세계적으로 가장 방대한 시장을 이루고 있으며, 장 건강이 우리 몸의 전반적인 면역작용을 조절하며 질병을 예방하고, 나아가 치료에 도움을 줄 수 있다는 연구결과에 따라 지속적으로 프로바이오틱스에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 무화과식초가 가진 항균능을 이용하여 유제품과 드레싱 소스를 개발하여 그 선호도를 조사하고 대장세포에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 일반우유에 5% 무화과식초를 첨가하였을 때 마시는 요거트와 리코타치즈에 대한 가장 만족도가 높았다. 제조된 유제품에서 분리한 균은 Leuconostoc lactis이며 1.0×107~1.0×108 CFU/mL 이상의 세균수가 측정되어 식품의 기준 및 규격의 기준치를 만족하였다. 인체의 소장 상피세포와 흡사하게 증식되는 Caco-2 세포주에서 세포생존율을 관찰한 결과, 유청을 10% 농도로 처리하였을 때 세포생존율이 19% 가량 유의적으로 증가하였다. 농도별로 유청을 처리하였을 때 최대 58%의 항산화능을 보였다. 또한 유청에서 분리된 Leuconostoc lactis는 우수한 부착능이 관찰됨에 따라 장건강에 도움을 주는 유제품임을 확인하였다.
Tumor suppressor 유전자로알려진 early growth response gene 1 (EGR-1)에 있어 항산화 천연물인 apigenin과 그대사물인 isovitexin에 의한 장관 상피성 종양세포에 대하여 항종양 역할을 규명하였다. Apigenin 과 isovitexin은 대장암세포에서의 EGR-1 단백질의 발현을 9-12시간의 노출에 의해 농도 의존적으로 증가하였다. 또한 신호전달측면에서 이런 apigenin에 의한 EGR-1 유전자의 유도가 U0126 화합물에 의해 완벽하게 저해 받는 것으로 보아 ERK1/2 MAP kinase pathway의 이 신호전달계에서의 관여를 보여주었다. 본 연구에서 apigenin에 의해 농도 의존적으로 대장암세포의 세포활성의 저해를 MTT assay를 통해 보였고, 또한 EGR-1 siRNA를 transfectien한 세포의 경우 이런 apigenin에 의한 세포활성의 저해효과를 완화하였다. 따라서 apigenin에 의한 항종암세포 세포활성 억제에 있어 EGR-1의 중요성을 보여 준다. 이런 EGR-1에 의해 유도되는 유전자중 대표적으로 NAG-1 유전자의 경우 apigenin과 isovitexin에 의해 24-48시간에 발현이 증가하였다. 결론적으로 암세포 증식억제활성이 있고 apoptosis 유도효과가 있는 NAG-1의 유도에 의해 대장암 세포의 세포활성이 억제된 것으로 의미되고 향후 apigenin 유도의 NAG-1유전자에 의한 암세포증식의 억제기전에 대한 명확한 연구가 요구된다.
A bacterial strain with good antibacterial activities against Staphylococus aureus and Escherichia coli was isolated from a marine sponge Stelleta sp., and it was identified as a Psychrobacter sp. by comparative 16S rDNA sequence analysis. In our search for bioactive secondary metabolites from this psychrophillic and halotolerent bacterium, sixteen cyclic dipeptides (1-16) were isolated and their structures were identified on the basis of NMR analysis. In the test of the compounds for the protective effect against Vibrio vulnificusinduced cytotoxicity in human intestinal epithelial cells, cyclo-(L-Pro-L-Phe) (5) exhibited significant protective effect. Compounds 2, 6, and 11, which contain D-amino acid, were first isolated from bacteria.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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