WIKIM51 섭취군의 맹장 내 미생물군집 분석을 통해, 인체 내 95%의 미생물이 위장관 내에 서식하며, 식생활에 영향을 받아는 것이 확인되었으며, 고지방식이에 의해 유도된 장내 미생물 군집의 불균형 개선 효과가 OTUs와 ACE 지수를 통해 확인되었다. 또한 장내 미생물 군집의 종을 식별한 결과, WIKIM51 섭취군에서 더 많이 나타난 미생물 종은 Bacteroides sartorii, Muribaculum intestinale, Parabacteroides goldsteinii, 그리고 Bacteroides caecimuris로 나타났다. 따라서 WIKIM51 은 비만 개선을 위한 건강기능식품의 후보가 될 수 있다는 것을 알 수 있었다.
<h2>장내 미생물군집 변화에 미치는 영향</h2> <p>인체 내에 존재하는 미생물 중 약 \( 95 \% \) 미생물이 위장관 내에 서식하고 있으며, 숙주의 식생활에 영향을 받아 비만과 같은 대사질환은 장내 미생물 군집의 불균형을 일으키게 된다. 따라서 고지방식이에 의해 유도된 장내 미생물 군집의 불균형 개선 효과를 평가하기 위해 항비만 효능이 가장 뛰어난 WIKIM51(10) 섭취군의 맹장(cecum) 내 미생물군집 분석을 수행하였다. 군당 5 마리의 마우스에서 총 805,627 개의 염기서열이 얻어졌으며, 마우스 개체당 평균 53,708 개의 염기서열을 얻었다(범위 26,497-99,802). 각 군의 alphadiversity는 OTUs와 ACE 지수를 이용하여 확인하였다. W. confusa WIKIM51 섭취 시 종(species)의 풍부도를 나타내 는 OTUs와 ACE 지수가 HFD 군 대비 ND 군 수준으로 개선 되었다. 반면, 동일 군 내 존재하는 미생물의 종 간 균일성을 나타내는 Simpson 지수는 \( \mathrm { HFD } \) 군과 다르지 않았 다. 이는 특정 미생물 종의 증가 및 감소를 반영한다. Betadiversity 분석 결과는 Fig. 6B 에 나타냈다. ND 군, HFD군, 그리고 WIKIM51 섭취군 모두 각각 먼 거리에 클러스터링 되는 것으로 보아, 고지방식이와 W. confusa WIKIM51 섭취에 의해 장내 미생물 군집이 변화한다는 것을 확인할 수 있다. 모든 마우스의 시료는 Firmicutes, Bacteroidetes, Deferribacteres, Proteobacteria 및 others \(<<1 \% \) relative abundance) 총 5 개 문(phylum)으로 구성되었으며, Firmicutes (30-69 \%)와 Bacteroidetes (3-48 \%)의 비율이 가장 큰 비중을 차지했다. 비만 환자에게서 대체로 높은 Firmicutes/Bacteroidetes ( F/B ) 비율이 보고되고 있는 것과 일치하게 \HFD군의 F/B비율이 ND 군에 비해 증가하였으며, WIKIM51 섭취군에서 유의적으로 감소하였다.</p> <h2>장내 미생물군집과 비만 임상 지표 간의 상관관계 분석</h2> <p>ND군, HFD군, 및 W. confusa WIKIM51 섭취군에서 특이적으로 많은 미생물을 확인하기 위해 linear discriminant analysis (LDA) effect size (LEfSe)를 사용하여 군 간의 차이를 특성화하는 LDA score 2 이상을 나타내는 종을 식별 하였다. 군 간의 차이를 보이는 장내 미생물 총 21 종 ND군 6종, HFD군 9종, WIKIM51군 6종)을 Fig. 7A에 나타냈다. Bacteroides sartorii, Muribaculum intestinale, Parabacteroides goldsteinii, 그리고 Bacteroides caecimuris 의 relative abundance가 HFD군에서 유의적으로 감소된 반면, WIKIM51 섭취군에서 증가되었다. 또한, ND군 대비 HFD군에서 유의적으로 증가된 Desuldesulfo fairfieldensis, Enterorhabdus muris, Lactococcus lactis, Anaerotruncus colihominis의 relative abundance가 W. confusa WIKIM51 섭취군에서 유의적으로 감소되었다. 앞서 분석한 비만 임상 지표와 군 간의 차이를 보이는 장내 미생물 21 종의 상관관계를 분석한 결과는 Fig. 7A아래와 같다. ND군에서 증가된 미생물군은 body weight gain (BWt, \( r = -0.66 \pm \) \( 0.08 \) ), epididymal fat weight (EWt, \( r=-0.72 \pm 0.05) \), 혈중 TC \( (r=-0.65 \pm 0.08) \) 와 leptin \( (r=-0.73 \pm 0.08) \) 에 음의 상관관계를 나타냈으며, 혈중 adiponectin \( (r=0.59 \pm \) \( 0.04) \) 과는 양의 상관관계를 나타냈다. HFD군에서 증가된 미생물군은 \( \mathrm { BWt } (r=0.7 \pm 0.16) \), \( \mathrm { EWt } (r=0.7 \pm 0.15) \), 혈중 TG \( (r=0.5 \pm 0.23) \), TC \( (r=0.64 \pm 0.14) \), glucose \( (r=0.55 \pm \) \( 0.20) \), 그리고 leptin \( (r=0.68 \pm 0.14) \) 에 양의 상관관계를, 혈중 adiponectin \( (r=-0.66 \pm 0.15) \) 과 음의 상관관계를 나타내었다. 마지막으로, W. confusa WIKIM51 섭취군에서 증가된 미생물 중 Bacteroides caecimuris만 BWt \( (r=-0.81 \) ), \( \mathrm { EWt } (r=-0.7) \), 혈중 TG \( (r=-0.74) \), TC \( (r=-0.6) \), glucose \( (r=-0.55) \), 그리고 leptin \( (r=-0.75) \) 에 음의 상관관계를, 혈중 adiponectin \( (r=0.61) \) 과 양의 상관관계를 나타내었다.</p> <p>본 연구의 결과를 종합하면, 민들레 김치에서 분리된 W. confusa WIKIM51의 섭취는 지질 생합성 및 에너지 소비 조절을 통해 비만 개선효과를 나타냈으며, 이는 W. confusa WIKIM51이 건강기능식품 후보소재가 될 수 있다는 것을 제시한다.</p> <h1>요 약</h1> <p>비만은 지질대사 불균형으로 인한 이상지질혈증과 밀접한 관련이 있으며, 장내 미생물의 군집 및 기능의 변화를 유도 하여 장내 미생물 불균형을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 민들레 김치에서 분리한 김치 유래 유산균 W. confusa WIKIM51의 항비만 효능을 in vitro와 in vivo에서 평가하였다. 먼저, WIKIM51은 지방세포 분화를 유도한 3T3-L1 세포 에서 지방대사 관련 유전자의 발현 조절을 통해 지방구 생성을 억제하였다. 후천적 비만 동물 모델을 이용한 in vivo 실험에서 10 주간 W. confusa WIKIM51의 경구 투여는 고 지방식이에 의해 유도된 체중 증가를 현저히 감소시켰다. 특히, 부고환 주위 지방량, 조직학적 분석을 통한 지방구의 크기 및 혈중 지표인 TG, TC, adiponectin, 그리고 leptin의 수준이 HFD군에 비해 W. confusa WIKIM51 섭취군에서 유의적으로 개선되었다. 또한 W. confusa WIKIM51 섭취군은 산 합성 관련 유전자의 발현을 억제하였고, 반면 에너지 소비 관련 유전자 Ppar \( \alpha \) 와 \( C p t 1 \) 의 발현은 증가시켰다. 더 나아가, W. confusa WIKIM51은 고지방식이로 인해 유도된 Firmicutes/Bacteroidetes 비율을 정상식이군의 수준으로 감소시켜 장내미생물의 불균형을 개선시켰다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, W. confusa WIKIM51의 섭취는 고 지방식이로 인한 지방 축적을 억제하여 효과적으로 비만을 개선할 수 있으며, 이는 항비만 기능성 소재 및 식품 개발로의 활용이 가능함을 제시한다.</p.