Verification of the Efficacy of Microbial Therapeutic Products for the Application of Microbiome Drugs in Ulcerative Colitis
- Abstract
- 본 연구의 목적은 자체 분리한 Limosilactobacillus reuteri MGEL21001 균주의 프로바이오틱스(Probiotics)와 열처리된 파라바이오틱스(Heat-killed parabiotics) 가 DSS로 유도한 궤양성 대장염(UC) 마우스 모델에서 가지는 잠재적인 치료 효 과를 비교하고, 각 균주의 생물학적 및 치료적 효능을 평가하는 것이다. L. reuteri MGEL21001 parabiotics를 경구 투여한 결과, 장 조직 손상, 염증 반응의 증가, 장내 투과성의 증가, 장내 미생물 군집 불균형과 같은 주요 병리적 특징을 보이는 DSS 유도 궤양성 대장염 모델에서, 대부분의 지표들이 probiotics보다 효과적으 로 개선되었음을 확인하였다. 특히, 궤양성 대장염 치료제로 알려진 메살라진 (Mesalazine)과 비교했을 때에도 염증 완화 정도가 유사한 수준에 도달했다. 본 연구는 L. reuteri MGEL21001 parabiotics가 probiotics의 한계점으로 지적되는 낮은 생존율, 불안정한 활성, 과도한 염증 반응 유도 등을 보완하며, 기능성, 안전 성, 안정성, 편의성 등에서 장점을 지니고 있어 궤양성 대장염을 완화하고 치료하 는 데 더 적합한 대안이 될 수 있음을 시사한다.
- Issued Date
- 2025
- Awarded Date
- 2025-02
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 국립부경대학교 대학원
- Alternative Author(s)
- Yunyoung Kang
- Affiliation
- 국립부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 해양수산생명과학부 생물공학전공
- Advisor
- Jong Min Lee
- Table Of Contents
- I. Introduction 1
II. Materials and Methods 4
1. In-vitro analysis of the Biological Effects of L. reuteri MGEL21001 4
1.1. Bacterial strains and culture conditions 4
1.2. Preparation of Heat-killed cell 5
1.3. Cell culture 6
1.4. Cell viability (MTT) assay 7
1.5. Transepithelial electrical resistance (TEER) assay 8
1.6. Nitric oxide (NO) assay 9
1.7. PGE2 quantification assay 10
1.8. Analysis of gene expression 11
2. In-vivo analysis of the effects of L.reuteri MGEL21001 intake in mice 13
2.1. Preparation and Administration of L. reuteri MGEL21001 13
2.2. Animals and the experimental design 14
2.2.1. Animals 14
2.2.2. DSS-induced colitis model 15
2.3. Evaluation of Ulcerative Colitis 16
2.3.1. Calculation of Disease Activity Index (DAI) score 16
2.3.2. Morphological analysis 18
2.3.3. Inalyzer analysis 19
2.4. Histological analysis 20
2.4.1. H&E staining 20
2.4.2. Alcian blue staining 22
2.5. Analysis of gene expression 23
2.6. Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) 24
2.7. Short chain fatty acids (SCFAs) analysis 25
2.8. Microbiome analysis 26
2.9. Statistical analysis 27
III. Results 28
1. In-vitro analysis of the biological effects of L. reuteri MGEL21001 28
1.1. Effects of viable and heat-killed L. reuteri on cell viability 28
1.2. Anti-inflammatory effects in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages 29
1.3. Protective effects on TEER recovery in LPS-induced epithelial barrier dysfunction in a Caco-2 and RAW 264.7 co-culture model 31
1.4. Differential effects of Pro-LR and Para-LR on pro-Inflammatory cytokine expression 32
2. In-vivo analysis of the effects of L.reuteri MGEL21001 intake in Mice 34
2.1. Evaluation of clinical symptoms in DSS-induced colitis mice 34
2.2. Morphological alterations in DSS-induced colitis mice 37
2.2.1. Evaluation of colon length and organ weight 37
2.2.2. Body composition analysis using InAlyzer 39
2.3. Effects on histopathological changes and intestinal barrier functoin 41
2.3.1. Histological analysis and evaluation of mucin content 41
2.3.2. Evaluation of tight junction integrity 43
2.4. Pro-Inflammatory cytokine expression and serum biomarker analysis in DSS-induced colitis mice 46
2.4.1. MPO and inflammatory cytokine levels using ELISA 46
2.4.2. Pro-inflammatory cytokines in the colon using RT-qPCR 47
2.5. SCFAs analysis in DSS-induced colitis mice 49
2.6. Gut microbiome alterations in DSS-induced colitis mice 51
IV. Discussion 55
V. References 66
- Degree
- Master
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- 대학원 > 해양수산생명과학부-생물공학전공
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