Probiotic characteristics and whole-genome sequence analysis of Pediococcus acidilactici isolated from the feces of adult beagles

저자: Mengdi Zhao; Ke-Yuan Liu; Yuan Zhang; Yueyao Li; Ning Zhou; Guangyu Li
출처: Frontiers in microbiology (2023)
DOI/링크: https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1179953
연구 계열: Topics/Animal Feed
정리일: 2026-09-15

TL;DR

성견(비글) 분변에서 분리한 Pediococcus acidilactici GLP06은 항균활성·내산성·내담즙성·인공위장관 내성·표면소수성·자가응집·Caco-2 부착능 등 프로바이오틱 특성이 우수했으며, 마우스 급여시험(10^10 CFU/mL)에서 무독성이면서 면역기관 발달 촉진, 산화스트레스 저항성 향상, 장내미생물 다양성 및 Lactobacillus 증가를 보였다. 전장유전체 분석 결과 2,014,515 bp, 코딩서열 1,976개(게놈의 86.12%)이며 약제내성 유전자는 없고 CRISPR 서열 8개를 보유했다.

1. 연구 배경 및 동기

다루는 문제: 유산균의 유익 효과는 반려동물 대상 기능성 식품으로 주목받고 있으나 비글 분변 유래 균주의 프로바이오틱 특성과 전장유전체 정보는 부족했다.
기존의 공백 / 왜 필요한가: 개 유래 Pediococcus acidilactici의 안전성·프로바이오틱 잠재력과 유전체 수준의 항생제 내성 유전자 보유 여부가 규명되지 않았다.

2. 관련 연구

기존 연구 흐름: 유산균의 반려동물 건강기능식품으로서의 이점은 여러 연구에서 보고되어 왔다.
이 논문의 위치: 본 연구는 비글 분변에서 처음으로 P. acidilactici GLP06을 분리해 프로바이오틱 특성, 마우스 생체 내 안전성, 전장유전체 서열을 함께 보고했다.

3. 핵심 기여

비글 분변 유래 P. acidilactici GLP02·GLP06의 형태·항균·내성·부착능 특성화
GLP06을 마우스 생체 내 안전성 시험으로 검증
전장유전체 시퀀싱으로 약제내성 유전자 부재 및 CRISPR 서열 확인
장내 Lactobacillus 증가 등 미생물 다양성 개선 확인

4. 제안 방법론

전체 접근 논리: 비글 분변에서 분리한 유산균(P. acidilactici GLP02, GLP06)의 프로바이오틱 특성(내산성·내담즙성·항균성·안전성)을 평가하고, 우수 균주를 마우스 생체실험 및 전장유전체 분석으로 검증
단계:
비글 3마리 분변에서 MRS 한천배지 희석평판법으로 유산균 분리, 16S rRNA PCR(27F/1492R)로 동정 및 계통수 작성
항균활성(디스크확산), 내산성(pH2.5), 내담즙성(0.3·0.5% 담즙염), 인공위장관 모델 내성, 내열성(50-90°C), 항생제 감수성(21종), 용혈성, 세포표면 소수성·자가응집능, Caco-2세포 부착능 등 프로바이오틱 특성 평가
우수 후보(GLP06)에 대해 마우스 생체 내 안전성·면역·산화스트레스·장내미생물 다양성 시험 수행
GLP06 전장유전체 시퀀싱으로 유전체 크기, 코딩서열, 항생제내성유전자, CRISPR 서열 분석

5. 실험 설정

항목	내용
대상/재료	비글 3마리(암컷, 성견, 채취 2개월 전 항생제/프로바이오틱 무투여) 분변에서 분리한 P. acidilactici GLP02·GLP06 균주, 검증용 마우스
처리 조건	MRS 배지 37°C 배양, 저pH(1.0-7.0)·담즙염(0.3-0.5%)·고온(50-90°C)·인공위장액 노출 등 다양한 스트레스 조건에서 생존율 측정, GLP06 1e10 CFU/mL 마우스 급여
대조군	지시균주(E. coli, Salmonella, S. aureus, L. monocytogenes, P. aeruginosa) 및 S. aureus(용혈 양성대조), 무처리 마우스 대조군
측정 방법	억제환지름(IZD), 생존율(%), OD600 성장곡선, CFU 계수, 세포표면 소수성·자가응집 활성(%), Caco-2 부착능, 전장유전체 코딩서열 수·CRISPR 서열 수

6. 실험 결과 분석

지표	변화(Δ)	조건 · 유의성
프로바이오틱 특성	GLP06이 GLP02보다 우수한 내산성·내담즙성·항균성 등 프로바이오틱 잠재력 보유	in vitro 비교
마우스 생체 안전성	1e10 CFU/mL 급여군(MG06)에서 무독성, 면역기관 발달 촉진, 산화스트레스 저항성 향상, 장내 Lactobacillus 등 미생물 다양성 증가	MG06 급여군 vs 대조군
전장유전체 특성	게놈 크기 2,014,515 bp, 코딩서열 1,976개(게놈의 86.12%), 항생제내성유전자 없음, CRISPR 서열 8개	GLP06 시퀀싱 결과

제안 기전(인과 사슬): GLP06 급이 → 장내 유익균(Lactobacillus 등) 증가 및 미생물 다양성 향상 → 면역기관 발달 촉진 및 산화스트레스 저항성 증가 → 위장관 건강 개선

7. 비판적 평가

강점

프로바이오틱 특성부터 in vivo 안전성, 유전체 분석까지 통합적 검증
약제내성 유전자 부재 확인으로 안전성 근거 제시

한계 · 의문

개 대상 직접 급여시험은 수행되지 않고 마우스 모델로 대체
위장관 질환 치료 효과의 임상적 검증 부재

8. 향후 연구 방향

개를 대상으로 한 직접 급여시험 및 임상 적용 연구
장기 안전성 및 효능 지속성 평가

9. 결론

비글 유래 P. acidilactici GLP06은 우수한 프로바이오틱 특성과 마우스 내 무독성·면역증진 효과, 약제내성 유전자 부재를 확인해 반려동물 위장관 질환 예방·관리용 프로바이오틱 후보로서의 가능성을 보였다.

Keywords

Pediococcus acidilactici, beagle, probiotic, whole-genome sequencing, canine, gut microbiota, antibiotic resistance gene, companion animal