초석잠 섭취가 마우스 장내 미생물총과 뇌 기능 개선에 미치는 영향

Abstract

본 연구는 초석잠 섭취가 장내 미생물총 다양성에 미치는 효과와 미생물총 조성 변형이 기억학습능력 관련 뇌 기능에 미치는 효과에 대해 연구하였다. 4주령 ICR 종의 수컷 마우스 26마리를 각각 대조군과 초석잠을 섭취한 실험군으로 나뉘어 식수와 함께 자유섭취하게 하여 8주 동안 사육하였다. 체중 변화와 식이 섭취 효율에서는 두 군 간에 유의적인 차이가 없었다. 고체 한천 배지와 3M Petrifilm을 이용하여 분변의 미생물 조성 분석을 실시한 결과 초석잠 섭취군의 분변에서 일반 호기성균과 대장균군의 수가 유의적으로 낮았다(p<0.05). 16S rDNA sequencing을 이용한 분변의 미생물 조성 분석 결과, 유해균인 Proteobacteria 문에 속하는 Enterobacteriaceae 과의 E. coli 와 Bacteroides sp. 가 초석잠 섭취군의 분변에서 감소됨을 알 수 있었다. qPCR을 이용하여 사이토카인 발현을 관찰한 결과 초석잠 섭취군의 장간막 림프절에서 IL-6 와 IL-10 모두 대조군에 비해 유의적으로 감소한 것을 알 수 있었다(p<0.05). 초석잠 섭취군의 혈청에서는 총 콜레스테롤, 중성지방, LDL-콜레스테롤이 유의적으로 대조군에 의해 감소하였고(p<0.05), 간 및 심장조직에서도 유사한 경향을 나타내는 것을 확인하였다. 초석잠 섭취군의 대장과 분변 조직에서의 지방산 조성은 단쇄지방산(6:0)의 함량이 대조군에 비해 증가하였다. 또한 신경계의 대뇌, 소뇌 및 망막의 지방산 조성은 총 n-6 지방산 함량이 초석잠 섭취군에서 감소하였으며 총 n-3 지방산 함량이 증가하는 경향을 나타내었다. 마우스의 학습 및 기억력을 측정하기 위해 수동회피테스트를 실시한 결과,실험 첫 번째 날에는 마우스들이 전기쇼크에 대한 경험이 없었기 때문에 대조군과 초석잠 섭취군 모두 latency가 30초 이내로 매우 짧았다. 그러나 두 번째 날에는 초석잠 섭취군의 latency가 대조군에 비해 유의적으로 높았다(p<0.05). 운동조정능력을 측정하기 위하여 rotarod 시험을 실행한 결과 첫 번째 날에는 유의적 차이를 보이지 않았으나, 두 번째 날과 세 번째 날에는 초석잠 섭취군의 latency가 대조군에 비해 유의적으로 높은 것을 알 수 있었다(p<0.05). 공간 기억력을 측정하기 위해 Morris water maze를 실시한 결과 초석잠 섭취군과 대조군 사이에는 유의적 차이가 없었다. 이상의 결과들로부터, 초석잠 섭취는 염증성 사이토카인(IL-6) 발현을 감소시키고 장내 유해 미생물군을 감소시켰고 혈중 콜레스테롤, 중성지방 및 LDL-콜레스테롤 수치를 낮출 수 있는 것으로 사료된다. 이러한 장내 미생물총 조성 변화는 기억학습능력관련 뇌 기능과 운동조정능력을 개선시켰다. 따라서 꾸준한 초석잠 섭취는 장 건강을 개선시켜 뇌 기능을 향상시키는 것으로 여겨진다.