비피도박테리움 롱굼
1. 개요
비피도박테리움 롱굼(Bifidobacterium longum)은 사람의 위장관에 서식하는 세균의 일종이다. 2002년 이전에는 비피도박테리움 인판티스, 비피도박테리움 롱굼, 비피도박테리움 수이스가 별개의 종으로 분류되었으나, DNA 유사성 분석 결과 단일 종으로 통합되었다. B. 롱굼은 다양한 탄수화물을 대사하며, 장내 환경에서 생존하기 위해 위산과 담즙에 대한 내성을 갖는다. 특정 균주는 면역 체계를 조절하고 과민성 대장 증후군(IBS) 증상 완화에 효과가 있는 것으로 연구되었다.
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| 속 | 비피도박테리움속 |
|---|---|
| 종 | 롱굼 |
| 명명자 | 로이터 1963 (Approved Lists 1980) |
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1963년 기재된 세균 -
슈도모나스 풀바
슈도모나스 풀바는 그람 음성, 막대 모양의 형광성 세균으로 토양과 식물 뿌리에서 서식한다. -
유산균과 -
락토바킬루스속
락토바킬루스속은 젖산균의 일종으로 다계통군이며, 2020년에 23개 속으로 재편되었고 180종 이상을 포함하며 식품 발효, 질/장 건강, 프로바이오틱스 활용 등 다양한 역할을 하지만 일부 종은 충치와 관련되기도 한다. -
유산균과 -
락토바킬루스 가세리
락토바킬루스 가세리는 장 건강, 체지방 감소, 여성 건강 등에 도움을 줄 수 있는 유산균의 일종으로, 다양한 기능성 식품에 활용되며 장내 환경 개선 등에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 연구되었다. -
프로바이오틱 -
유산균
유산균은 당을 소비해 젖산을 생성하는 세균으로, 인간에게 유익하며, 젖산 발효를 통해 호모 또는 헤테로 유산균으로 나뉘고, 발효 식품 제조 및 프로바이오틱스 제품에 활용된다. -
프로바이오틱 -
세균성 질염
세균성 질염은 질 내 정상 세균 불균형으로 혐기성 세균이 과도하게 증식하여 생선 냄새가 나는 질 분비물 증가를 유발하며, 미치료 시 성병 감수성 증가 및 임신 합병증을 유발할 수 있는 질 감염이다.
2. 분류
2002년 이전에는 비피도박테리움 인판티스(B. infantis), 비피도박테리움 롱굼(B. longum), 비피도박테리움 수이스(B. suis)가 각각 별개의 종으로 분류되었다. 그러나 광범위한 DNA 유사성 분석 결과, 특히 16S rRNA 유전자 염기서열이 97% 이상 일치하는 높은 유사성을 보여, 2002년에 이 세 종은 비피도박테리움 롱굼이라는 단일 종으로 통합되었다. 통합 이후 기존의 세 종은 각각 생물형(biotype) 인판티스(infantis), 롱굼(longum), 수이스(suis)로 구분된다.
이들 세 생물형은 탄수화물 발효 패턴 등이 균주마다 달라 표현형만으로는 구별하기 어렵다는 특징이 있다. 비피도박테리움 롱굼은 균주에 따라 프로바이오틱 활성이 다르기 때문에, 세 생물형 간의 높은 유전자 유사성에도 불구하고 새로운 균주를 정확하게 분류하는 것이 중요하다. 현재 균주 식별에는 미세하게 다른 16S rRNA 유전자 염기서열을 표적으로 하는 중합효소 연쇄 반응(PCR) 기법이 사용된다.
3. 서식 환경
비피도박테리움 롱굼(B. longum)은 사람의 위장관에 주로 서식하며, 다른 비피도박테리움(Bifidobacterium) 종과 함께 유아 위장관 박테리아의 최대 90%를 차지한다. 성인의 위장관에서는 박테로이데스(Bacteroides)와 유박테리움(Eubacterium) 같은 다른 장내 세균이 우세해지면서 이 비율은 점차 약 3%로 감소한다. 일부 B. longum 균주는 위산과 담즙에 대한 내성이 높아 위장관에서 살아남아 소장 하부와 대장에 집락할 수 있다.
B. longum이 장에 지속적으로 존재하는 것은 당단백질을 결합하는 핌브리아 구조와 세균 다당류 덕분이다. 특히 다당류는 강한 정전기적 전하를 띠어 B. longum이 장 내피 세포에 부착하는 것을 돕는다. 또한 B. longum 세포벽의 리포테이코산에 있는 지방산도 부착을 강화하는 역할을 한다.
4. 대사
B. 롱굼은 다양한 영양소를 사용할 수 있는 여러 이화 작용 경로를 가지고 있어 장내 미생물 군집 내에서 경쟁력을 높이는 청소 동물(scavenger)로 여겨진다. 최대 19가지 유형의 투과효소가 존재하여 다양한 탄수화물을 수송하며, 이 중 13개는 ATP 결합 카세트 수송체이다. B. 롱굼은 탄소와 에너지를 얻기 위해 복합 올리고당을 대사하는 여러 당 가수 분해 효소를 가지고 있다. 단당류와 이당류는 B. 롱굼이 주로 서식하는 하부 위장관에 도달할 때쯤이면 대부분 소모되기 때문에, 복합 올리고당을 분해하는 능력이 중요하다. 또한, B. 롱굼은 글루코사미니다제와 알파-만노시다제를 사용하여 갈락토만난이 풍부한 천연 검을 독특하게 발효시킬 수 있는데, 이는 각각 글루코사민과 만노스의 발효에 관여한다. 올리고당 대사와 관련된 유전자가 많은 것은 유전자 중복과 수평 유전자 전달의 결과로 보이며, 이는 B. 롱굼이 위장관 내에서 다양한 먹이 자원을 놓고 경쟁하는 환경에 적응해왔음을 시사한다.
B. 롱굼은 아미노산을 발효시키기 위해 가수분해 효소, 탈아미노 효소, 탈수 효소 등을 가지고 있다. 또한 담즙염 가수분해 효소를 가지고 있어 담즙산을 아미노산과 담즙산으로 분해한다. 이 기능의 정확한 역할은 아직 명확하지 않지만, 생성된 아미노산을 이용하여 담즙염에 대한 내성을 높이는 데 기여할 수 있다.
인간의 장에서 분리된 6종의 비피도박테리움 균주를 비교한 연구에서, B. 롱굼 바이오타입 인판티스만이 모유 올리고당을 유일한 탄소원으로 사용하여 유의미하게 성장하는 것으로 나타났다.
5. 병원성
과학 문헌에서는 다수의 B. longum 감염 사례가 보고되었다. 이러한 사례는 주로 프로바이오틱스 치료를 받는 미숙아에게서 발생하며, 성인의 감염 보고도 있다. 미숙아의 감염은 균혈증 또는 괴사성 장염으로 나타나며, 성인의 경우 패혈증과 복막염 보고가 있다.
6. 연구
B. 롱굼은 VSL#3의 구성 성분이다.
6.1. 면역 체계 조절
비피도박테리움 롱굼(B. longum)의 사용은 감기와 관련된 증상의 기간을 단축시키고 심각성을 최소화하는 것으로 나타났다. 이는 뉴라미니다제 억제제가 인플루엔자에 미치는 효과와 유사하다.
6.2. 특정 균주 연구 (Bifidobacterium longum 35624, BB536)
비피도박테리움 롱굼의 특정 균주에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 대표적으로 35624와 BB536 균주가 있다. 이들 균주는 각각 특정 건강 효능과 관련하여 주목받고 있다.
6.2.1. Bifidobacterium longum 35624
Bifidobacterium longum라틴어 아종 longum라틴어 35624는 이전에 Bifidobacterium longum라틴어 아종 infantis라틴어 35624 또는 Bifidobacterium infantis라틴어 35624로 분류되었으며, 현재도 이러한 이름으로 판매되기도 한다. 미국과 캐나다에서는 Align이라는 브랜드로, 아일랜드, 영국 및 기타 유럽 국가에서는 Alflorex라는 브랜드로 판매되며, 특허를 받았다. 이 균주는 건강한 사람의 말단 회장 상피에서 직접 분리되었으며, 가장 많이 연구된 프로바이오틱스 균주 중 하나이다.
대규모 임상 시험 결과, 이 균주는 복부 팽만감, 설사, 복통 및 불편함과 같은 과민성 대장 증후군(IBS) 증상을 조절하는 데 효과적인 것으로 나타났다.
6.2.2. Bifidobacterium longum BB536
Bifidobacterium longum BB536은 1969년 건강한 모유 수유 영아의 장에서 발견되었다. 이는 영양 보충제로 자주 사용된다. 일부 소규모 임상 시험에서 배변 활동을 돕고 유당 불내증 증상을 완화하는 데 도움이 되는 것으로 나타났다.