본 연구에서는 생쥐를 실험동물로 사용하여 장내 미생물 및 면역 조절 반응의 변화를 분석함으로써 probiotics와 prebiotics가 동물의 아토피 성 피부염 증상을 완화시키는 효과를 분석 하였다.
아토피 성 피부염에 대한 probiotics의 효과를 분석하기 위해, 본 연구에서, 4종의 probiotics인 Bifidobacterium lactis, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus 및 Lactobacillus plantarum과 sodium butyrate가 혼합 된 BALB/c 생쥐에서 알레르기 증상에 대한 효과가 확인되었다. Whey protein과 cholera toxin으로 알레르기 반응을 유발한 후, 생쥐를 5 그룹으로 나누었다. (1) Control groups (C : normal diet), (2) Negative control groups (N : normal diet + allergy induced group), (3) Probiotics groups (T1: normal diet + allergy induced group + probiotics), (4) Sodium butyrate group (T2: normal diet + allergy induced group + sodium butyrate), (5) Probiotics + Sodium butyrate group (T3: normal diet + allergy induced group + probiotics + sodium butyrate). 아토피성 피부염에 대한 prebiotics의 효과를 분석하기 위해, 본 연구에서는 prebiotics를 섭취 한 NC/Nga 생쥐에서 알레르기 증상에 대한 조합 효과를 확인 하였다. DNCB로 아토피 피부염을 유발한 후, 생쥐를 6 그룹으로 나누었다. (1) Control groups (C : basal diet), (2) Negative control groups (N : basal diet + DNCB induced group), (3) Positive control groups (P : basal diet + Zyrtec + DNCB induced group), (4) GOS/FOS groups (T1: basal diet + GOS:FOS + DNCB induced group), (5) Inulin group (T2: basal diet + inulin + DNCB induced group), (6) β-glucan group (T3: basal diet + β-glucan + DNCB induced group).
아토피 성 피부염의 증상은 피부 병변, 귀의 두께, 비장 무게, SCORAD 지수, 혈중 히스타민과 IL-10 농도, 유출 된 evans blue의 양을 측정하여 평가 하였다. T 세포 분화는 장간막 림프구 및 비장에서 T 세포 분화를 분석하여 결정하였다. 전체 장내 미생물의 변화를 조사하기 위해 총 분 미생물을 분리하고, Illumina MiSeq을 이용한 DNA 염기 서열 분석을 통해 미생물 종의 동정을 실시하였으며, 정량적 중합 효소 연쇄 반응을 이용하여 장내 미생물의 변화를 분석 하였다.
Probiotics와 sodium butyrate울 급여 한 결과, 귀의 두께, 유출 된 evans blue의 양, 혈청 히스타민 값이 감소하고 혈청 IL-10 값은 증가했다. BALB/c 생쥐 모델에서 probiotics와 sodium butyrate는 장간막 림프구 및 비장 조직에서 Th1 및 Treg 세포 분화를 증가시켰으며, 알레르기 반응의 감소와 관련된 Firmicutes/Bacteroidetes의 비율, 그리고 Treg 세포로의 세포 분화를 유도하는 미생물을 증가시켰다.
Prebiotics를 급여 한 결과 피부 병변이 완화되고 비장 무게 및 SCORAD 지수를 감소시켰다. NC/Nga 생쥐 모델에서, prebiotics은 장간막 림프구 조직에서 Th1 및 Treg 세포 분화, galectin-9, fillaggrin을 증가시키고, Th2 및 Th17 세포분화와 TSLP를 감소 시켰으며, prebiotics는 아토피 성 피부염 반응의 감소와 관련된 Firmicutes/Bacteroidetes의 비율을 감소시키고, Treg로 세포 분화를 유도하는 미생물을 증가 시켰다. 또한, Treg 유도 세포로 알려진 clostridium clusters XIVa 및 IV에 속하는 균주가 prebiotics 그룹에서 증가 하였다. 이러한 결과는 probiotics와 prebiotics가 아토피 성 피부염 증상을 완화시킬 수 있음을 시사한다.