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모유가 유아의 장내 미생물에 영향을 미칩니까?

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  • Post published:November 29, 2022
  • Post category:Medical

프로바이오틱스의 많은 건강 관련 이점으로 인해 프로바이오틱스 활동의 분자 메커니즘에 초점을 맞춘 프로바이오유전체학이라는 새로운 분야가 개발되었습니다. 미국 식품의약국(Fda)에 따르면 차세대 프로바이오틱스는 다양한 질병에 효과적인 치료제를 개발하는 데 사용할 수 있는 “살아있는 바이오 치료제”(LBP)의 범위를 충족합니다.

공부하다: 모유 미생물총은 잠재적인 치료용 생체분자를 생산하고 유아의 장내 미생물총을 형성합니다.. 심상 크레딧: OlgaReukova/Shutterstock

배경

차세대 프로바이오틱스와 오믹스 기술의 결합은 프로바이오틱스의 응용을 엄청나게 발전시켰습니다. 광범위한 생체 분자는 프로바이오틱스의 건강상의 이점과 관련된 다인자 분자 메커니즘을 유발할 수 있습니다. 이러한 생체 분자는 대부분 미생물의 대사 산물이거나 세포 표면에 존재하는 단백질 분자(예: 유산균 표면(S)층 단백질).

~ 안에 유산균S 단백질은 전체 박테리아 세포를 덮습니다. 삼투압 및 기계적 스트레스, 세균 분해 효소, pH 값의 변화 및 항균 펩타이드로부터 보호하는 층을 형성합니다. 몇 개만 유산균 균주는 프로바이오틱 특성의 발현에 필수적인 역할을 하는 S-단백질을 생산합니다. 이 S-층은 미세 환경과 직접 접촉하고 점액 및 상피 세포에 대한 접착을 돕고 표면 인식, 자동 응집 및 응고를 매개합니다.

생체 활성 펩타이드, 엑소폴리사카라이드(EPS) 및 박테리오신은 건강 증진 효과가 있는 잠재적인 생체 분자입니다. 박테리오신은 프로바이오틱 세포가 경쟁적인 다미생물 환경을 견딜 수 있도록 돕는 항균 특성을 포함하고 있습니다. EPS는 프로바이오틱 세포가 장 환경에 노출될 때 보호 역할을 합니다. 또한, 이 생체 분자는 장내 미생물에 bifidogenic 효과를 발휘하고 면역 조절, 항균, 항 종양 및 콜레스테롤 저하 활동을 유도합니다.

생체 분자는 신호 경로를 조절할 뿐만 아니라 미생물 상호 작용을 감지할 수 있는 신호 분자로도 알려져 있습니다. 또한 생물학적 활성 분자는 특히 항생제의 대안으로 생물학적 치료제로 사용됩니다.

새로운 프로바이오틱 균주의 주요 공급원은 임신과 출산 중에 옮겨지는 박테리아 종을 구성하는 모유 마이크로바이옴입니다. 모유 마이크로바이옴은 신생아의 장내 마이크로바이옴을 확립하는 데 긍정적으로 도움이 됩니다.

연구 정보

최근 국제분자과학저널 연구는 영아의 장내 미생물 형성에 있어 모유 미생물의 기여도를 평가했습니다. 또한, 크로아티아 산모로부터 얻은 모유 샘플에서 독특한 박테리아 분리체가 확인되었습니다. 저자는 또한 미래에 프로바이오틱스로 사용될 수 있는 특정 세포 분자, 특히 S-층 단백질, 박테리오신 및 EPS를 특성화했습니다. 이러한 생체 분자는 또한 생물학적 치료 특성을 가지고 있습니다.

이 연구는 고형식을 시작한 후 적어도 한 달 동안 신생아에게 모유 수유를 한 건강한 산모를 모집했습니다. 15개의 모유 및 영아 대변 샘플을 영아 출생 후 1주일 이내, 출생 후 1개월 이내 및 고형식 도입 1개월 후의 세 지점에서 별도로 수집했습니다. 모유 샘플에서 약 100종의 박테리아 균주가 분리되었습니다.

락토바실러스 헬베티쿠스S-계층 발현 균주를 양성 대조군으로 사용한 반면, 락티플란티바실러스 식물비-S-층 생성 균주를 음성 대조군으로 사용하였다. 에 대해 항균 특성을 평가했습니다. 리스테리아 모노사이토제네스, 대장균, 황색포도상구균그리고 살모넬라 엔테리카.

연구 결과

MiSeq 시퀀싱 데이터는 모유와 유아 대변 샘플이 고유한 미생물군집 구성을 가지고 있음을 확인했습니다. 모유 마이크로바이옴의 구성은 산모마다 다양했습니다. 예를 들어, 풍부한 피르미쿠테스 43.36%에서 83.37% 사이에서 변화, 박테로이데테스 .17%에서 13.94%로, 방선균 .46%에서 21.89%로, 프로테오박테리아 2.86%에서 53.46%로 사마귀미생물 %에서 7.38%로. 영아의 분변 미생물은 다양한 수준의 피르미쿠테스, 프로테오박테리아, 악티노박테리아, 베루코마이크로비아, 그리고 박테로이데테스.

속 수준에서 OTU의 상대적 존재비: (A) 동일한 어머니의 모유 샘플(M), 즉 동일한 유아의 대변(F), (B) 모든 모유 및 유아 대변 샘플.  평균 대표성이 0.5% 미만인 OTU는 기타로 분류됩니다.  nr - 괄호 안에 나열된 과에서 인식되지 않은 속.속 수준에서 OTU의 상대적 존재비: () 동일한 어머니(M)의 모유 샘플, 즉 동일한 유아의 대변(F), () 모든 모유 및 유아 대변 샘플. 평균 대표성이 .5% 미만인 OTU는 기타로 분류됩니다. nr – 괄호 안에 나열된 과에서 인식되지 않은 속.

인간의 모유와 영아의 대변 미생물은 유사하지만, 인간의 모유는 대변보다 동일한 문이 상대적으로 더 많이 존재하는 것으로 나타났습니다. 또한, 우유 마이크로바이옴의 α-다양성은 대변에 비해 유의미하게 높은 것으로 나타났습니다. 이 발견은 우유 미생물군이 분변 미생물군보다 더 다양하다는 것을 나타냅니다.

다른 수유 기간에 모유 미생물군집 구성의 변화가 관찰되었으며, 이는 영아의 분변 미생물군집 구성에 영향을 미쳤습니다. 예를 들어, 시간이 지남에 따라 모유와 영아의 대변에서 Actinobacteria와 Verrucomicrobia의 양이 증가했습니다. 특히, 고형 식품의 도입 이후 문에 속하는 박테리아는 박테로이데테스 증가 대체로.

RAPD-PCR 전기영동 프로필의 계층적 클러스터 분석을 사용하여 치료용 생체 분자 생산자인 총 28개의 유전적으로 구별되는 박테리아 균주를 선택했습니다. 4 L. 짧은 균주는 S-층 단백질을 합성하고 장에서 면역 조절 활성을 나타내는 모유 마이크로바이옴에서 분리되었습니다. 추가적으로, 여섯 L. 식물 균주는 항균 효과를 부여하는 plantaricin을 생산했습니다. 뿐 L. 효모 EPS를 합성하는 것으로 확인되었습니다.

결론

현재 연구는 각각의 모유와 영아의 대변 샘플이 마이크로바이옴과 관련하여 고유하다는 것을 밝혔습니다. 그러나 연구된 두 마이크로바이옴 모두 치료 효과를 지닌 생체분자의 생산자인 것으로 밝혀졌습니다. 미래에 저자는 박테리아 분리와 잠재적인 치료용 생체 분자를 추가로 분석할 것입니다. 이러한 생체 분자는 잠재적인 차세대 프로바이오틱스가 될 수 있습니다.