만성 콩팥 질환(chronic kidney disease, CKD)은 주요한 공중 보건 문제로 부각되어, 적절한 치료 방법에 대한 중요성이 강조되고 있다. CKD는 만성콩팥병(chronic renal disease)의 전조 단계이며, 보다 악화될 경우 말기콩팥병(end-stage renal disease)으로 이행된다. CKD는 심혈관 질환 발병 위험을 증가시키며(Feng et al., 2019), 고혈압과 강한 연관성을 가져 사구체 여과율 감소 및 기능 장애를 초래한다(Yang et al., 2018). CKD는 일반적으로 3개월 이상의 사구체 여과율 감소 및 콩팥 기능 장애를 특징으로 하며, 체내 요독물질 축적을 유발한다 (Kikuchi et al., 2017). CKD의 주요 병리학적 특징으로 단백뇨, 혈압 감소, 콩팥 무게 감소 및 사구체 기능 장애 등을 들 수 있으며, 이는 크레아티닌(creatinine), 혈중 요소 질소(blood urea nitrogen), indoxyl sulfate (IS) 및 p-Cresyl sulfate (PCS)와 같은 요독물질의 증가로 인해 기인되었다고 추정된다(Jiang et al., 2017; Chen et al., 2020).

장내 균총은 다양한 미생물로 구성되어 숙주의 생리, 면역 기능 및 대사에 영향을 미친다. 스트레스, 식이, 환경 및 호르몬 등의 요인으로 인하여 장내 균총의 불균형(dysbiosis)이 초래되면 IS 및 PCS와 같은 다양한 요독물질들이 발생한다(Stavropoulou et al., 2021). 발생한 요독물질들은 CKD 환자들에게 콩팥 손상, 골밀도 감소, 신경학적 손상 및 심혈관계 질환 등을 유발할 수 있다(Lun et al., 2019; Stavropoulou et al., 2021). 장내 균총 및 콩팥 질환과의 상호 관계를 장-콩팥 축(gut-kidney axis)이라 일컬으며, CKD 환자들에게 발생할 수 있는 다양한 병리적 특성들을 설명할 수 있다(Stavropoulou et al., 2021). 요독물질의 생성은 장-콩팥 축 중 대사의존경로(metabolism-dependent pathway)에 해당되며, 장내 방어벽에 피해를 입하고 장-콩팥 염증 반응을 가속화시키는 등 CKD 환자들에게 있어 부정적인 효과를 가져온다(Yang et al., 2018). 실제 CKD 환자의 장내 균총 상 Actinobacteria, Bacteroidetes 및 Proteobacteria 등이 유의하게 증가하는 반면에 Firmicutes는 확연하게 감소하는 경향을 보이는 등(Stavropoulou et al., 2021), 장내 균총과 콩팥 질환은 밀접한 연관성을 가지고 있다. 이에, 장-콩팥 축을 이해하는 것은 CKD에 대한 적절한 치료 전략을 수립하는데 있어 매우 중요하다.

CKD의 진행은 산화스트레스와 밀접한 연관성을 가진다. 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 과잉 생산과 항산화 방어 체계의 불균형 등 주된 산화스트레스는 콩팥 세포 손상과 더불어 염증 반응 및 세포 사멸 증가 등을 유발하여 콩팥 기능을 악화시킨다(Ling and Kuo, 2018). ROS는 혈관 기능에도 주요한 피해를 입히는데, 특히 nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase (NOX) family는 주요한 ROS 공급원으로 작용하여 콩팥 미세혈관 내 산화스트레스를 증가시킨다(Xu et al., 2020). 또한 주요한 염증성 사이토카인(cytokine)인 interleukin (IL)-6 및 tumor necrosis factor (TNF)-α 등은 p38 및 extracellular signal-regulated kinases (ERK) 등 mitogen-activated protein kinases (MAPK) 염증 신호 경로를 활성화시켜 염증 반응을 유발하는데, 이는 CKD의 주요한 병리학적 기전이다. 일례로, MAPK 경로를 차단하면 IL-1β 및 IL-6의 발현이 감소된다(Cassidy et al., 2012).

적절한 식이 조절 이외에 요독물질의 증가를 적절히 통제할 수 있는 방법은 현재까지 제시된 바 없다. 그러나, 최근 프리바이오틱스(prebiotics), 프로바이오틱스(probiotics) 및 프리바이오틱스 및 프로바이오틱스의 혼합 형태인 신바이오틱스(synbiotics) 등을 활용하여 장내 균총을 긍정적으로 변화시켜 요독물질을 저감하려는 시도가 이루어지고 있으며, 일부의 기능성 프로바이오틱스들에 대해 효과를 확인하였다(Evenepoel et al., 2017). 또한 최근 연구들은 항산화 및 항염증 특성을 가진 프로바이오틱스가 CKD 증상 완화에 기여할 수 있음을 밝힌 바 있다(Tian et al., 2022).

본 연구진은 과거 연구에서, 건강한 한국인 남성 기증자의 분변에서 분리한 Lactobacillus acidophilus (L. acidophilus) KBL409가 숙주의 면역 조절 및 균총 변화 등을 통해 효과적으로 장염 및 콩팥 질환 모델을 개선하는 것을 확인하였다(Kim et al., 2021a, 2021b). 또한 L. acidophilus KBL409는 콩팥 질환 모델에서, 주요한 미토콘드리아(mitochondria) 에너지 대사 조절 인자인 peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha 및 AMP-activated protein kinase의 발현을 회복시키며 미토콘드리아 역동성(mitochondrial dynamics)이 분열(fission) 방향으로 조절되고 미토콘드리아 무게가 감소하는 것을 방지하는 등의 효과를 통해 콩팥 섬유화(kidney fibrosis)를 감소시키는 효능이 확인되었다(Park et al., 2024). 이에 본 연구는, L. acidophilus KBL409의 주요 요독물질 감소 효과를 확인하고 그 기전을 산화스트레스 및 염증 신호 경로 변화적 측면에서 확인하는데 주된 목적을 두었다.

Lactobacillus acidophilus KBL409 시료 준비

Lactobacillus acidophilus KBL409는 건강한 한국인 남성 기증자의 분변에서 분리한 Lactobacillus 종의 균주로, 담즙산(bile acid) 및 낮은 pH 등에 강한 저항성을 지녔다(Kim et al., 2021b). Lactobacillus acidophilus KBL409를 동결건조한 분말(1 × 10¹¹ CFU/g)은 (주)위바이옴(weBiom Inc.)이 제공하였으며, 실험 전까지 4°C에 보관하였다. 이후 KBL409 동결건조 분말을 1× phosphate-buffered saline (PBS)에 분산시켜 실험에 사용하였으며 배양법을 통해 농도(colony-forming units; CFU)를 계산하였다.

동물 실험

본 연구에서 수행한 모든 동물실험은 서울대학교 동물실험윤리위원회(Institutional Animal Care and Use Committee, IACUC, No. SNU-180703-1-2)의 승인을 받았다. 6주령의 수컷 C57BL/6 마우스(Orient Bio)를 구입하여, 12시간 별로 명암이 전환되는 조건의 케이지에 배치하였다. 모든 마우스는 멸균된 음식과 물을 자유롭게 접할 수 있으며, 실험 전 1주일 동안 안정시켰다. 이후 과거 연구에 따라 아데닌(adenine, Ade) 유도 콩팥 질환 모델을 갖추었다(Kim et al., 2021a). 먼저 마우스를 총 (1) PBS 투여군(Con, 대조군), (2) L. acidophilus KBL 409 투여군(Con + KBL409), (3) 아데닌 투여군(Ade-CKD), (4) 아데닌 및 L. acidophilus KBL409 투여군(Ade-CKD + KBL 409) 등 4개 군집(n = 16)으로 나누었다. 이후 4주 동안 Con 및 Con + KBL409 군은 정상 식이를 실시했고, 아데닌 투여군은 0.2% 아데닌이 포함된 식이를 실시했다. Lactobacillus acidophilus KBL409 투여군에 대해 아데닌 유도 콩팥 모델을 적용하기 1주 전부터 L. acidophilus KBL409 현탁액(1 × 10⁹ CFU/200 µl PBS)을 경구 투여하였으며, 이외 그룹은 200 µl의 PBS를 경구 투여하였다. 투여 완료 후, 모든 마우스들의 몸무게를 측정하고 안락사 시켰다. 혈액 및 콩팥 시료를 취득하여 콩팥 크기 및 무게를 측정한 뒤, 실험 전까지 -80°C에 보관하였다.

조직학적 분석

수집한 콩팥 시료들은 10% formaldehyde로 고정한 뒤, hematoxylin and eosin법으로 염색하였다. 염색한 조직 중 염증 병변은 Panoramic Viewer (3DHISTECH)를 통해 분석하였다.

Lactobacillus acidophilus KBL409 투여에 따른 혈중 요독물질 변화

마우스의 혈액 시료를 4°C에서 1,500 × g로 10분 동안 원심 분리하여 혈청을 분리하였다. 이후 50 µl의 혈청 시료들에 100 µl의 liquid chromatography-grade methanol을 추가하고, 30초 동안 혼합하였다. 이후 4°C에서 45분 동안 시료들을 정치한 뒤, 13,000 × g로 10분 동안 원심 분리하여 100 µl의 상층액을 확보하였다. 상층액은 건조시킨 뒤, 분석 직전 물과 혼합한 50% 메탄올(v/v) 50 µl에 분산시켜 활용하였다. 요독물질 분석을 위한 표준 물질인 IS (Sigma-Aldrich) 및 PCS (Cayman Chemical)을 1 µg/ml 농도로 50% 메탄올(v/v)에 용해시켜 실험 전까지 -80°C에 보관하였다. SYNAPT G2-Si mass spectrometer (Waters Corporation)를 활용하여 요독물질을 측정하였으며, MassLynx software v 4.1 (Waters Corporation)를 활용하여 분석 결과를 취득하고 및 정량하였다(Kim et al., 2021b).

Lactobacillus acidophilus KBL409 투여에 따른 산화스트레스 마커 변화

Lactobacillus acidophilus KBL409의 투여로 인한 마우스의 콩팥 조직 내 산화스트레스 마커 변화를 mRNA 수준에서 확인하였다. 콩팥에서 RNA-spin Total RNA Extraction Kit (iNtRON Biotechnology)를 사용하여 mRNA를 추출하였으며, High Capacity RNA-to-cDNA Kit (Thermo Fisher Scientific)을 활용하여 complementary DNA를 합성하였다. 이후 산화스트레스 마커들의 정량을 위한 real-time polymerase chain reaction (PCR)은 Rotor-Gene Q (Qiagen) 및 QuantiTect SYBR Green PCR Master Mix, Table 1에 제시된 primer (0.01 mM)들을 사용하여 진행하였다. 이때, 최초 95°C에서 10분 동안 변성(denaturation)을 진행한 후, 95°C에서 5초 및 60°C에서 10초 동안 40사이클의 PCR 반응을 실시하였다(Kim et al., 2019). 산화스트레스 마커들의 발현 결과는 2^−ΔΔCt 법을 통해 제시하였으며, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH)의 발현 수준을 통해 표준화하였다(Livak and Schmittgen, 2001).

Table 1

Primers used in this study

Target	Sequence (5' → 3')	Reference
GAPDH	Forward: 5'-AGGTCGGTGTGAACGGATTTG-3'	Li et al. (2006)
	Reverse: 5'-TGTAGACCTGTAGTTGAGGTCA-3'
HO-1	Forward: 5'-AAGACTGCGTTCCTGCTCAAC-3'	Tseng et al. (2022)
	Reverse: 5'-AAAGCCCTACAGCAACTGTCG-3'
NOX1	Forward: 5'-CTGACAAGTACTATTACACGAGAG-3'	Chuang et al. (2014)
	Reverse: 5'-CATATATGCCACCAGCTTATGGAAG-3'
RAGE	Forward: 5'-ACTACCGAGTCCGAGTCTACC-3'	Chuang et al. (2014)
	Reverse: 5'-CCCACCTTATTAGGGACACTGG-3'

Lactobacillus acidophilus KBL409 투여에 따른 염증 신호 경로 마커 변화

Western blot 분석을 통하여 염증 신호 경로와 관련된 마커의 변화를 단백질 수준에서 확인하였다(Kim et al., 2021a). Western blot 분석에 사용한 항체로, nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in b cells inhibitor alpha (IκBα) (#4812, Cell Signaling Technology), p38 MAPK (#8690, Cell Signaling Technology), phospho-p38 (p-p38) MAPK (#4511, Cell Signaling Technology), p44/42 MAPK ERK1/2 (#4695, Cell Signaling Technology), phospho-p44/42 MAPK ERK1/2 (p-ERK) (#4370, Cell Signaling Technology), β-Actin (#12620; Cell Signaling Technology) 등이 있다. 각 염증 신호 경로 마커의 발현 결과는 CS Analyzer v 4 (ATTO Corporation)을 이용하여 분석하였다.

통계 분석

모든 연구 결과는 평균(mean) ± 표준편차(standard deviation, SD)로 제시하였다. 적절한 경우, one-way analysis of variance (ANOVA) 분석 및 Dunnett’s 사후검정(post hoc test)을 통하여 통계적 차이를 제시하였다. P-value (P) < 0.05의 결과값은 통계적인 차이가 있는 것으로 간주하고, 별표(asterisk)를 통해 제시하였다. Prism v. 10 (GraphPad Software)를 이용하여 통계 분석 및 시각화를 수행하였다.

Lactobacillus acidophilus KBL409의 CKD 증상 개선 효과

Figure 1은 L. acidophilus KBL409의 경구 투여로 인한 CKD 증상 개선 효과를 나타낸다. 전반적으로 아데닌 투여군은 비투여군 대비 체중이 감소하며, 특히 Ade-CKD군은 실험 종료 후 가장 낮은 체중을 보였다(Fig. 1A). Ade-CKD군은 대조군에 비해 매우 유의하게 콩팥 무게가 감소한 반면(P < 0.0001), Ade-CKD + KBL409군은 Ade-CKD군 대비 콩팥의 무게가 유의하게 증가하였다(P < 0.05) (Fig. 1B). 또한 조직학적 검사를 수행한 결과, Ade-CKD + KBL409군은 Ade-CKD군 대비 콩팥 조직 내 염증이 크게 감소하였다(Fig. 1C).

Fig. 1. Effects of L. acidophilus KBL409 on CKD symptoms. (A) Body weight change; (B) Kidney weight; (C) Kidney samples stained with hematoxylin and eosin. When appropriate, data are suggested as means ± standard deviation (SD). Asterisks indicate a statistically significance (*P < 0.05; ****P < 0.0001; One-way analysis of variance [ANOVA] with Dunnett’s post hoc test).

Lactobacillus acidophilus KBL409의 혈중 요독물질 저감 효과

Figure 2는 L. acidophilus KBL409의 경구 투여로 인한 혈중 주요 요독물질 저감 효과를 나타낸다. Ade-CKD군은 대조군 대비 IS 및 PCS가 유의하게 증가하는 것을 확인하였다(P < 0.05) (Fig. 2A and B). 반면에, Ade-CKD + KBL409군은 Ade-CKD군 대비 두 종의 주요 요독물질이 크게 감소하여(P < 0.01), 대조군과 유사한 수준의 농도를 보였다(Fig. 2A and B). 실제 Con + KBL409군 역시 대조군 대비 낮은 수준의 혈중 요독물질 농도를 보이는 등, L. acidophilus KBL409의 뛰어난 요독물질 저감 효과를 확인할 수 있었다.

Fig. 2. Effects of L. acidophilus KBL409 on serum uremic toxins. (A) Indoxyl sulfate; (B) p-Cresyl sulfate. Data are suggested as means ± SD. Asterisks indicate a statistically significance (*P < 0.05; **P < 0.01; One-way ANOVA with Dunnett’s post hoc test).

Lactobacillus acidophilus KBL409의 산화스트레스 마커 관련 효과

Lactobacillus acidophilus KBL409의 경구 투여 후 산화스트레스 유도와 관련한 주요 마커인 NOX1 및 the receptor for advanced glycosylation end-products (RAGE)의 발현을 mRNA 수준에서 확인한 결과, Ade-CKD + KBL409군은 Ade-CKD군 대비 매우 유의하게 감소하였다(P < 0.0001) (Fig. 3A and B). 반면, 주요한 항산화 마커인 heme oxygenase 1 (HO-1)의 발현도를 확인한 결과, Ade-CKD + KBL409군에서 타군 대비 매우 크게 증가하는 것을 확인하였다(P < 0.01; Ade-CKD 군 대비). 이에 L. acidophilus KBL409는 산화스트레스와 관련하여 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.

Fig. 3. Effects of L. acidophilus KBL409 on mRNA levels of oxidative stress-related markers. (A) NOX1; (B) RAGE; (C) HO-1. Data are suggested as means ± SD. Asterisks indicate a statistically significance (*P < 0.05; **P < 0.01; ****P < 0.0001; One-way ANOVA with Dunnett’s post hoc test).

Lactobacillus acidophilus KBL409의 염증 신호 경로 마커 관련 효과

단백질 수준에서 대조군 대비 유의하게 감소한 IκBα이 L. acidophilus KBL409의 경구 투여 후 유의하게 회복됨을 실험을 통해 확인할 수 있었다(P < 0.01) (Fig. 4A). 또한, Ade-CKD군에서 대조군 대비 유의하게 증가했던 p-p38 및 p-ERK (P < 0.05)가, Ade-CKD + KBL409군에서 크게 감소하는 것 역시 확인할 수 있었다(P < 0.05) (Fig. 4B and C). 따라서, L. acidophilus KBL409의 경구 투여는 마우스의 염증 신호 경로들을 긍정적으로 조절할 수 있음을 확인하였다.

Fig. 4. Effects of L. acidophilus KBL409 on protein levels of markers related to inflammation signaling. (A) IκBα; (B) p38; (C) ERK. Data are suggested as means ± SD. Asterisks indicate a statistically significance (*P < 0.05; **P < 0.01; One-way ANOVA with Dunnett’s post hoc test).

CKD는 콩팥 기능 장애 및 심혈관 질환 위험 증가 등의 다양한 건강 문제를 야기시켜 주요한 공중 보건 문제로 대두되고 있다. 본 연구는 건강한 한국인 마이크로바이옴에서 유래한 L. acidophilus KBL409의 요독물질 감소 효과와 그 기전들을 따라 아데닌 유도 콩팥 질환 모델을 통해 확인하였다. 실제 본 연구 결과, L. acidophilus KBL409의 경구 투여 후 아데닌 투여군의 체중이 증가하는 양상을 보이며, 특히 Ade-CKD + KBL409군의 콩팥 무게가 유의하게 증가하였다 (Fig. 1A and B). CKD의 주요 병리학적 특징 중 콩팥 무게 감소가 있다는 점을 고려하였을 때, L. acidophilus KBL409는 숙주의 CKD 진행과 콩팥 건강을 효과적으로 개선할 수 있음을 알 수 있다. 또한 Ade-CKD + KBL409군의 콩팥 조직 내 염증이 유의하게 줄어든 것으로 미루어 보았을 때, L. acidophilus KBL409의 투여는 숙주의 염증반응을 줄여 콩팥 조직 손상을 완화하는 데 도움을 줄 수 있음을 시사한다(Mishima et al., 2017; Wen et al., 2020).

장에서 유래한 요독물질은 다양한 염증 반응 유발 및 콩팥 건강 악화, 심혈관계 질환 등의 악화 등 건강에 심각한 악영향을 준다(Beker et al., 2022). 특히 콩팥 기능이 감소함에 따라 혈중 IS 및 PCS가 증가하면, 염증 반응이 증가하며 콩팥 기능 저하가 가속화되고, 동맥경화 및 기타 심혈관 질환들을 유발한다(Liu et al., 2018). 본 연구 결과, L. acidophilus KBL409는 아데닌 투여군의 혈중 IS 및 PCS를 유의하게 감소시켰다(Fig. 2A and B). 프리바이오틱스, 프로바이오틱스 및 신바이오틱스 등을 CKD 환자에게 복용시킨 임상시험 다수를 메타 분석(meta-analysis)로 확인한 결과, 가장 핵심적인 요독물질인 PCS 및 IS가 순환계 내 유의하게 감소하는 경향을 보였다(Chen et al., 2022). 그러나 주된 프로바이오틱스 균주인 Bifidobacterium 및 Lactobacillus들을 활용한 실험들을 확인하여 보았을 때, 균주별 요독물질 저감 효과 차이가 매우 컸다(Fang et al., 2014). 특히 Lactococcus lactis subsp. lactis LL358, Lactobacillus Salivarius LS159 및 Lactobacillus pentosus LPE588로 구성된 프로바이오틱스를 복용할 경우 혈중 IS는 감소하는 반면 PCS는 감소하지 않았다(Lim et al., 2021a). 이는 주요 요독물질 감소에 도움을 줄 수 있는 특정 기능성 프로바이오틱스가 있다는 점을 반증하는 것으로, 다양한 요독물질들의 저감에 대한 L. acidophilus KBL409의 활용 가능성을 확인할 수 있다.

Lactobacillus acidophilus KBL409의 투여는 아데닌 유도군 내 산화스트레스 관련 변화에 영향을 미쳤다(Fig. 3A and B). NOX1 및 RAGE은 숙주의 산화스트레스를 유발하여 심혈관계 질환 및 고옥살산뇨증(hyperoxaluria)과 연관되는 콩팥 손상들을 일으킨다(Daffu et al., 2013; Sáenz-Medina et al., 2020). 반면, HO-1는 초과산화물(superoxide) 등의 ROS를 감소시켜 세포를 보호하는 주된 항산화 효소로 작용한다(Turkseven et al., 2005; Consoli et al., 2021). 이렇듯 L. acidophilus KBL409의 경구 투여는 산화스트레스를 유의미하게 감소시킴으로써 CKD 환자의 염증반응을 조절할 수 있으며, 특히 본 연구진의 과거 연구 중 L. acidophilus KBL409 투여군에서 IL-6 및 TNF-α 등이 감소하는 결과(Kim et al., 2021a)는 본 결과를 더 뒷받침한다.

기존 연구에 따르면, PCS는 c-Jun N-terminal kinases, p38 및 ERK의 인산화(phosphorylation)를 유도하고 nuclear factor Kappa B의 활성도를 조절할 수 있다(Chang et al., 2020). 또한 asymmetric dimethylarginine로 인해 생성된 ROS은 ERK1/2의 인산화 및 근섬유아세포(myofibroblasts)의 활성화를 초래하며, 신장섬유증 등 CKD 진행에 영향을 미칠 수 있다(Lim et al., 2021b). 본 연구 결과, L. acidophilus KBL409은 IκBα 증가와 p-p38 및 p-ERK 감소에 직접적으로 영향을 미치는 등 주요한 염증 신호 경로들을 조절하여, CKD 상 염증 반응을 유의미하게 감소시키는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 4).

결론적으로, L. acidophilus KBL409는 체내 요독물질을 효과적으로 감소시켜 주요 산화스트레스 및 염증 신호 경로를 조절함으로써 CKD 증상 개선에 도움을 줄 수 있음을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다. L. acidophilus KBL409는 장-콩팥 축에 의거한 새로운 CKD용 프로바이오틱스로 활용할 수 있을 것으로 보인다. 단 L. acidophilus KBL409가 야기하는 균총 상의 변화가 요독물질 감소에 미치는 영향 및 그 기전을 밝히고, L. acidophilus KBL409의 장내 정착능 및 용량-반응 관계 등을 확인하기 위해, 무균 마우스 모델 등을 이용한 후속 연구가 고려되어야 할 것이다. 또한 L. acidophilus KBL409의 요독물질 저감 효과를 확증할 수 있는 주요한 방안으로 CKD 환자들에 대한 후속 임상시험 연구 역시 필요하다.

만성 콩팥 질환(chronic kidney disease, CKD)은 콩팥 기능 장애 및 심혈관 질환 위험 증가 등 다양한 건강 문제를 야기시켜 주요한 공중 보건 문제로 대두되고 있다. Indoxyl sulfate (IS) 및 p-Cresyl sulfate (PCS) 등 주요한 요독물질(uremic toxin) 들은, 장내 균총의 불균형(dysbiosis)로 인해 초래되어 CKD 환자들에게 콩팥 손상, 골밀도 감소, 신경학적 손상 및 심혈관계 질환 등을 유발할 수 있다. 본 연구는, 건강한 한국인 남성 기증자의 분변에서 분리한 Lactobacillus acidophilus (L. acidophilus) KBL409의 주요 요독물질 감소 효과를 아데닌 유도 콩팥 질환 마우스 [adenine-induced CKD (Ade-CKD)] 마우스 모델 상에서 확인하고 그 기전을 규명하는데 주된 목적을 두었다. 아데닌 및 L. acidophilus KBL409 투여군은 Ade- CKD군 대비 체중이 증가하고 콩팥의 무게가 유의하게 증가하며, 콩팥 조직 내 염증이 크게 감소하였다. 또한 아데닌 및 L. acidophilus KBL409 투여군의 혈중 IS 및 PCS이 유의하게 감소하며, 주요한 산화스트레스 마커인 NOX1 및 RAGE 역시 유의하게 감소하였다. Lactobacillus acidophilus KBL409 투여 후 주요한 항산화 효소인 HO-1 및 염증 신호 전달 마커인 IκBα가 유의하게 증가하였으며, Ade-CKD군에서 유의하게 증가한 p-p38 및 p-ERK 역시 유의하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 L. acidophilus KBL409는 체내 요독물질을 효과적으로 감소시켜 주요 산화스트레스 및 염증 신호 경로를 조절함으로써 CKD 환자의 증상 개선에 도움을 줄 수 있으며, 향후 장-콩팥 축(gut-kidney axis)에 의거한 새로운 프로바이오틱스로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

This research was supported by weBiom Inc.

S.P. is an employee of weBiom Inc. H.L. is the chief executive officer of weBiom Inc. The remaining authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.

본 연구에서 수행한 모든 동물실험은 서울대학교 동물실험윤리위원회(Institutional Animal Care and Use Committee, IACUC, No. SNU-180703-1-2)의 승인을 받았다.