장은 ‘제2의 뇌’로 불리울 만큼 중요한 신체 기관이다. 외부로부터 섭취한 음식물이 도달하여 소화, 흡수, 배출되는 등 생명유지에 필수적인 역할을 하고 병원체, 독소 등과 같은 항원이 체내로 유입되는 경로이기도 하다. 이렇듯 외부 환경에 노출되어있는 특성으로 인해 장에는 체내 미생물의 약 95%가 서식함과 동시에 체내 면역세포의 약 70%가 집중되어 복잡한 면역체계를 구축하고 있다. 따라서 장내 미생물 군집의 변화, 면역체계의 변화는 다양한 인체 기능에 영향을 미칠 수 있다.
콩 β-콘글리시닌(βCG)의 장내균총 변화로 인한 비만 및 당뇨병 예방 효과
일본 훗카이도대학교의 Masashi Hosokawa 교수 연구팀은 국제학술지 ‘Journal of Oleo Science’에 콩 β-콘글리시닌(βCG)과 생선기름(FO)의 병용 섭취가 장내균총 변화를 통한 지질 및 포도당 대사 개선에 효과가 있다고 발표했다.
연구는 비만/당뇨병 모델 쥐(KKAy mice)를 세 그룹으로 나누어 ▲카제인+대두유(대조군), ▲FO+카제인+대두유, ▲βCG+FO+대두유를 각각 4주간 급여했다. 그 결과 각 그룹간 시료 섭취량 및 체중 증가량은 유의미한 차이가 없었으나 βCG+FO+대두유 섭취군의 혈당, 혈청중성지질 및 총콜레스테롤 수준이 대조군 대비 유의하게 낮았으며 총백색지방조직(WAT)과 부고환 백색지방조직의 무게 역시 유의하게 낮았다. 또한, 식단에 따른 장내 미생물 변화를 확인하기 위해 16S rRNA gene amplicon sequencing을 이용하여 분변의 미생물을 조사한 결과 세 그룹 모두 후벽균문(Firmicutes), 의간균문(Bacteroidetes)이 우세한 것으로 확인 되었으며 그룹간 장내균총 비율(abundance) 차이는 없는 반면, 대조군 대비 BCG+FO+대두유 섭취군의 방선균문(Actinobacteria)의 상대적 우점율은 높았다. 과(family) 분류에서는 대조군 대비 BCG+FO+대두유 섭취군의 박테로이데스과(Bacteroidaceae)의 상대적 우점율은 낮았으며 코리오박테리움과(Coriobacteriaceae)의 상대적 우점율은 높았다.
연구팀은 코리오박테리움과에 속하는 미생물종은 담즙산 생성, 에너지 항상성 등 병리적 상태에 영향을 미칠 수 있으며 이로 인해 이차적인 비만 및 당뇨병 개선 효과가 나타났을 것이라고 설명했다.
Genistein의 대장암 세포증식 억제 효과
스페인 발레아레스제도대학교의 Daniel Gabriel Pons 교수 연구팀은 국제학술지 ‘International Journal of Molecular Sciences’에 genistein이 대장암 세포의 증식을 억제한다고 발표했다.
연구는 인간 대장암세포주 HT29와 SW620 세포에 genistein을 농도별(1, 5, 50, 100μM)로 처리한 뒤 세포 생존율(cell viability), 세포주기 정지(cell cycle arrest), 산화적 스트레스, 염증 등의 지표를 평가했다.
연구결과 두 세포주 모두 50μM 이상의 농도로 처리하였을 때 세포의 생존율이 유의하게 감소했으며 이러한 효과는 SW620세포에서 더욱 크게 나타났다. 100μM 고농도로 처리할 경우 HT29 세포는 subG0/G1의 증가, 과산화수소 생산의 증가(+18%), 염증성 유전자인 TNF, IL1B, CXCR2, HPSE, IL10의 증가(각각, +594%, +97%, +135%, +115%, +21%), CXCL8의 감소(-19%)가 관찰됐다. SW620 세포의 경우 G2/M 세포주기 정지, 과산화수소 생산의 증가(+120%), 염증성 유전자인 TNF, CXCL8, CXCR2, HPSE의 증가(각각, +814%, +174%, +2539%, +676%), PPARG의 감소(-70%), NF-κB의 핵내 이동으로 인한 세포 팽창이 관찰되어 전반적으로 원발암세포인 HT29 대비 전이암세포인 SW620의 변화 값이 컸다.
연구팀은 활성산소의 생산량 차이로 인해 HT21세포와 SW620세포의 유전자 발현의 양상 및 세포사멸 효과가 다르다고 설명 하였으며 이러한 결과를 통하여 genistein의 항암 가능성을 확인, 이후 추가적인 연구가 필요할 것이라고 밝혔다.
Genistein-항암제 합성물의 대장암 예방 효과
콜롬비아 안티오키아대학교의 Angie Herrera-Ramirez 교수 연구팀은 국제학술지 ‘pharmaceuticals’에 5-FU(5-플루오로우라실, 항암제)와 genistein 합성물인 5-FU-Genistein hybrid가 대장암 세포의 증식 억제에 효과가 있다고 발표했다.
연구팀은 5-FU가 여러 암 치료에 사용되는 항암제임에도 불구하고 짧은 반감기, 낮은 선택성, 부작용 등으로 인해 용량 제한 및 치료 중단을 유발하는 단점이 있어 이를 개선한 대안 물질이 필요하다고 설명했다. 연구는 5-FU-Genistein hybrid를 타입 별로 제조한 뒤 대장암세포주(SW480, SW620)와 비악성세포주(HaCaT, CHO-K1)에 처리한 뒤 세포독성, 항증식 효과, 세포주기 정지, 세포자살 등의 지표를 평가했다. 연구결과 hybrid를 처리하였을 때 대장암세포주의 IC50(반수 최대 억제 농도) 값이 비악성세포주의 IC50보다 낮아 선택적으로 암세포를 사멸 시키는데 효과적임을 확인했다. 또한 농도, 시간 의존적으로 대장암 세포주에 대한 항증식 효과를 나타냈으며 SW480 세포에서 세포주기의 S기 및 G2/M기가 증가했고, SW620 세포에서는 세포주기의 G0/G1기가 증가하여 세포주기 정지제로 작용할 수 있음을 확인했다. 4a 타입의 hybrid의 경우 SW620 세포의 세포자살을 유도 했고 이는 세포자살 지표인 caspase 3 유전자의 발현이 증가하기 때문임을 확인했다.
위와 같은 결과를 통하여 연구팀은 5-FU-Genistein hybrid의 생물학적 효과를 확인 하였으며 약물 치료제로서의 가능성을 확인했다고 밝혔다.
장 건강은 신체 전반적인 건강과 관련되어 있어 평소 관리가 중요하다. 위와 같이 콩에 함유된 이소플라본, 콩 단백질 등의 유익 성분이 항암, 장내균총 변화를 통한 당뇨, 비만 개선 등 여러 건강 효과가 있다는 연구결과가 발표되고 있다. 또한, 콩에는 식이섬유, 대두올리고당 등 프리바이오틱스 성분이 함유되어 있어, 일상 속 콩 섭취와 더불어 운동, 정기적 검진 등을 병행 한다면 장 건강을 관리하는데 많은 도움이 될 것이라고 기대된다.
[출처: 식품저널 2023년 12월호 대두와 건강]