본 연구는 S. baicalensis의 항진균 효과와 그 메커니즘을 분석하였다. S. baicalensis를 추가한 후 4시간 동안 C. albicans의 생존률을 측정한 결과, 9시간 후에는 생존률이 \(0.93 \pm 0.3\%\)로 감소하고, 24시간 후에는 \(0.01\%\) 이하로 떨어져 S. baicalensis의 살진균 효과를 확인하였다. 더불어 S. baicalensis는 \( (1,3)-\beta \)-D-glucan synthase를 저해하는 살진균 활성을 나타냈으며, 이로써 바이오필름과 관련된 캔디다증 치료를 위한 새로운 항진균제 개발에 대한 가능성을 시사한다.
<p>\( (1,3)-\beta \)-D-glucan synthase의 활성이 저해되면 더 얇고 약한 세포벽이 형성될 것으로 예상되었으나, Fig. 3B의 결과처럼 Calcofluor white로 염색된 실험군의 세포벽은 일관성이 있게 더욱 밝고 두꺼우며 진하게 염색이 되는 부분이 관찰되었다. 본 실험의 결과와 유사하게 lipopeptide에 의해 (1,3)- \( \beta \)-D-glucan synthase의 활성이 저해된 Aspergillus fumigutus 에서도 두꺼운 세포벽과 비정상적으로 팽창된 균사, 확장된 공같은 형태 등이 관찰되었다. 이는 세포벽의 한 구성요소의 합성의 저해로 인해 다른 구성요소를 더 많이 투입시켜 세포벽의 결함을 보상하려는 메커니즘이 작용한 것으로 보여지나, 이를 밝히기 위해서는 좀더 심화된 연구가 필요할 것으로 생각된다.</p> <p>S. baicalensis의 항진균 효과에 대한 메커니즘을 분석하기 위해 S. baicalensis 를 넣고 4시간 동안 배양한 후 C. albicans의 생존률을 조사하였다. 살아있는 세포와 죽은 세포에 대한 투과성이 다른 두 가지의 DNA 결합 형광염료를 넣은 후 Muse\( ^{\mathrm{TM}} \) Cell analyzer로 분석하였고, 대조군의 생존률을 약 \( 95 \% \) 로 보정한 후 실험군의 생존률을 측정하였더니 \( 22 \% \)의 생존률을 나타내었으며(Fig. 4), 이는 S. baicalensis가 급속하게 세포의 생존률에 영향을 준다는 사실을 시사한다. S. baicalensis를 넣고 배양한 C. albicans의 시간대별 생존한 개체에 대한 colony count 분석법을 시행하였다. Fig. 5에 보여진 바와 같이 9시간 처리 후 C. albicans의 생존률은 \( 0.93 \pm 0.3 \% \)이었고, 24시간 후의 생존률은 \( 0.01 \% \) 이하로 이는 S. baicalensis 의 C. albicans 에 대한 효과가 살진균성이라는 것을 의미한다.</p> <p>C. albicans 에 S. baicalensis 를 처리한 후 1, 2, 3시간 후의 세포주기를 Muse\( { }^{\mathrm{TM}} \) Cell Analyzer로 분석하였다. 대조군은 시간이 지나면서 \( \mathrm{G}_{0} / \mathrm{G}_{1} \)과 \( \mathrm{S} \)기에 있는 세포들의 비율이 감소하면서 \( \mathrm{G}_{2} \)기로 진행되는 것을 관찰할 수 있었다(Table 3). 그러나 S. baicalensis를 처리한 실험군에서는 \( \mathrm{G}_{0} / \mathrm{G}_{1} \)의 비율이 일정하게 유지 \( \left(\mathrm{G}_{0} / \mathrm{G}_{1}\right. \) arrest) 되어 \( \mathrm{S} \)기로의 세포주기 진행을 억제함을 알 수 있었다. 따라서 C. albicans는 S. baicalensis로 유발된 새로운 환경에 대한 적응의 방책으로 세포분열의 정지를 선택한 것으로 보인다. 이는 C. albicans의 세포벽 합성이 저해되면서 불필요하게 \( \mathrm{S} \)기로 진행하여 세포의 많은 에너지를 소비하는 일이 없도록 미리 \( \mathrm{S} \)기로의 전진을 차단하는 경로를 선택한 것으로 생각된다.</p> <p>\( (1,3)-\beta \)-D-glucan synthase에 대한 저해제의 효과가 살진균성이라는 보고처럼 S. baicalensis 의 효과도 \( (1,3)-\beta \)-D-glucan synthase를 억제하면서 살진균 활성을 나타내었다(Fig. 5). 본 실험의 결과에 따르면 S. baicalensis 는 서론에서 언급했듯이 캔디다 세포벽 무게의 \( 47-60\% \)를 차지하는 중요한 구성요소인 \( (1,3)- \)과 \( (1,6)-\beta \)-D-glucan 중 하나인 \( (1,3)-\beta \)-D glucan polymer의 합성을 억제시켜 온전한 세포벽 형태유지를 방해함으로써 세포가 정상적인 난원형을 취하지 못하게 하며 쉽게 세포외액을 흡수하면서 부풀어 오른 공모양을 형성하게 하는 것으로 추정된다. 나아가 세포는 삼투압을 견디지 못하면서 세포막의 파열(Fig. 3D)이 일어나 세포의 죽음으로 연결되는 것으로 여겨진다. 즉, S. baicalensis 가 캔디다 세포의 바이오필름 형성 능력을 억제하는 것은 세포벽 파열에 의한 세포의 죽음, 비정상적인 둥근 형태로 인한 부착능력 감소, adhesin과 같은 부착단백질에 대한 지지대의 결여 등이 폴리스티렌에 대한 부착을 억제하는 요인으로 작용할 것으로 생각되며 세포주기의 \( \mathrm{G}_{0} / \mathrm{G}_{1} \) arrest 효과 또한 출아의 억제를 통해 바이오필름의 증식 억제에 기여할 것으로 보인다.</p> <p>따라서 본 연구의 결과는 S. baicalensis가 바이오필름과 관련된 캔디다증의 치료를 위한 새로운 항진균제 개발에 대한 후보물질로서의 가능성을 가짐을 시사한다.</p>