본 연구는 한국전통식품인 김치에서 분리한 W. cibaria SPM402, L. paracasei SPM412의 포괄적인 항 치주염 효 과를 확인하였다. WC402 10 mg/mL농도에서 P. gingivalis 의 생물막 형성이 37.30±8.23%, LP412 10 mg/mL에서 51.36±5.95% 억제되었고, F. nucleatum의 생물막 형성의 경우 WC402 10 mg/mL에서 76.77±2.77%, LP412 10 mg/ mL에서 95.99± 0.73% 억제되었다. LP412 10 mg/mL에서 P. gingivalis 부착소인 fimA의 RQ값이 0.08±0.05로 약 12 배 감소함을 확인하였고, F. nucleatum의 부착소인 radD 의 RQ값은 0.08±0.008으로 radD는 거의 90배 이상 억제 되었다. 사람 잇몸 상피세포주인 YD-38에 Pg OMV에 의한 염증반응을 유도 후 WC402 15 mg/mL 처리 결과 IL-1β유 전자 발현이 약 150배 가량 억제되었고, LP412 0.1 mg/mL 처리 결과 IL-1β유전자 발현이 약 3.6배 가량 억제됨을 확 인하였다. YD-38세포주에 F. nucleatum에 의한 염증반응 을 유도 후 1 mg/mL의 WC402를 처리한 결과 IL-8유전자 발현이 약 3배 정도, 1 mg/mL의 LP412를 처리한 결과 IL- 8유전자 발현이 약 5.6배 정도 억제되었다. 이상의 결과를 볼 때 W. cibaria SPM402, L. paracasei SPM412는 구강 병원성 세균의 생물막 형성 관련 병인인자 발현 억제, 직 접적인 생물막 형성 억제 및 병원성 세균에 의해 유도된 염증반응을 효과적으로 억제하는 기능을 보유한 균주로 구강질환에 대한 치료제나 구강 건강에 도움이 되는 구 강 건강기능성 식품으로 사용될 가능성이 있음을 확인하 였다.

This study aimed to develop probiotics with anti-periodontitic effects to help treat inflammation in the tissues surrounding the teeth. We isolated Weisiella cibaria (W. cibareia) SPM402 and Lactobacillus paracasei (L. paracasei) SPM412 from homemade kimchi and used their cell-free supernatants. At a concentration of 10 mg/mL of L. paracasei SPM412 (LP412) inhibited the formation of Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum) biofilm by 95.99±0.73%. In addition, 10 mg/mL of LP412 reduced the RQ value of fimA, an adhesin gene of Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) to 0.08±0.05, and the RQ value of radD, an adhesin gene of F. nucleatum, to 0.08±0.008. When the P. gingivalis outer membrane vehicle (Pg OMV) induced inflammation in YD-38 cells, the RQ value of TNF-α was increased to 36.68±1.85, but was reduced to 4.15±0.37 in the presence of 1 mg/mL of W. cibareia SPM402 (WC402). Similarly, in Pg OMV-induced inflammation in THP-1 cells, the RQ value of IL-1β increased to 2,330.65±204.61 but was reduced to 15.19±4.57 in the presence of 15 mg/mL of WC402. In F. nucleatum-induced inflammation in YD-38 cells, the RQ value of IL-8 increased to 15.10±1.11 and was decreased to 2.67±0.50 in the presence of 1 mg/mL of LP412. In conclusion, W. cibaria SPM402 and L. paracasei SPM412 showed potent anti-inflammatory effects against oral pathogenic bacteria and hold promise as functional probiotics with anti-periodontitic activity.

Materials and Methods
    유산균 및 배양 상등액 조제
    구강 병원성 세균의 배양
    YD-38세포주 및 THP-1세포주 배양
    생물막 형성 분석
    생물막 관련 부착유전자 발현에 대한 영향
    세포독성 측정
    WC402와 LP412의 전염증성사이토카인 유전자 발현에 대한 영향
    통계분석
Results and Discussion
    WC402와 LP412의 P. gingivalis와 F. nucleatum의 생물막 생성 억제 효과
    P. gingivalis 및 F. nucleatum의 부착소 유전자 발현억제 효과
    YD-38 및 THP-1세포주에서 Pg OMV에 의해 유도된TNF-α, IL-1β유전자 발현 억제효과
    YD-38세포주에서 F. nucleatum에 의해 유도된 IL-1β,IL-8유전자 발현 억제 효과
Acknowledgments
국문요약
Conflict of interests
ORCID
References

• 강소원(삼육대학교 약학대학) | So Won Kang (College of Pharmacy, Sahmyook University, Seoul, Korea)
• 서채현(삼육대학교 약학대학) | Chae Hyeon Seo (College of Pharmacy, Sahmyook University, Seoul, Korea)
• 최성숙(삼육대학교 약학대학) | Sungsook Choi (College of Pharmacy, Sahmyook University, Seoul, Korea) Corresponding author