본 연구는 편백 피톤치드에 의해 사멸되지 않는 구강상주균을 분리하고, 이 분리된 세균이 구강 병인균에 대하여 어떠한 영향을 미치는지를 관찰함으로써 편백 피톤치드에 구강 내 세균에 대한 지속적인 이차적 효과를 구명한 실험적 연구이다. 이에 정상인 타액 내의 구강상주균에 1%의 편백 피톤치드를 첨가하여 사멸되지 않고 생존한 200개의 잔존 세균을 뷴리하고 이들이 치주질환과 구취의 중요한 원인균인 Pr. intermedia에 대한 억제효과를 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 선택된 200개의 잔존 세균 중, 148개(74.0%)가 Pr. intermedia를 억제하였다. 2. 선택한 200개의 잔존 세균은 Streptococcus salivarius가 109개(54.5%)로 가장 많이 나타났고, Streptococcus sanguinis가 25개(12.5%), Streptococcus mitis가 15개(7.5%)로 나타났다. 3. Pr. intermedia를 억제하는 148개의 잔존 세균 중, Streptococcus salivarius가 85.3%(93/109), Streptococcus sanguinis가 64.0%.(16/25), Streptococcus mitis가 54.3%(8/15), Streptococcus parasanguinis가 66.7%(6/9), Streptococcus alactolyticus가 100%(8/8)로 나타났다. 따라서 타액 내에서 편백 피톤치드에 저항하는 구강 상주균은 Streptococcus salivarius, Streptococcus sanguinis, Streptococcus mitis 등으로 나타났으며, 이는 치주질환을 일으키고 구취를 발생시키는 대표적 균주인 Pr. intermedia 에 대하여 세균 억제효과를 가지고 있었다. 따라서 피톤치드는 구강 내 유해균을 억제할 수 있고, 잔존하는 구강 상주균과 함께 구강 내 유해균을 억제함으로써 지속적이고 이차적인 효과를 나타냄으로써 치주질환과 구취발생을 예방할 수 있어, 구강 환경 개선을 위한 임상적 근거가 마련될 수 있을 것으로 생각된다.
협점막, 치은, 구순막, 혀, 경구개, 연구개 및 구강저등으로 구성된 구강점막은 다양한 형태의 외상성 자극, 면역반응 이상, 세균감염, 유해한 환경등으로 인해 여러가지 질환이 발생된다. 이러한 질환들은 만성적이고 다른 질환에 비하여 발생빈도가 낮으며 병인이 불확실한 특성을 가지고 있다. 구강점막에 발생되는 질환들은 다양하게 분류될 수 있지만 여기에서는 크게 수포성, 궤양성 질환과 백색 구강점막 질환으로 나누어 그중 비교적 호발하는 몇몇 질환들에 대해 기술한다.
치주질환과 구취를 유발시키는 중요한 원인균인 P. gingivalis에 대한 피톤치드의 항균효과와 항균작용은 이미 연구되어 있으나, 정상인의 구강상주균에 대한 연구는 아직 희귀한 편이다. 이에 본 연구에서는 건강한 정상인의 타액에 편백 피톤치드를 첨가하였을 때 사멸되지 않고 생존하는 타액세균을 분리하여 구강 유해균과 함께 배양한 후 구강 유해균에 대한 생존 타액세균의 억제효과를 파악함으로써 향후 프로바이오틱으로 작용할 수 있는 구강상주균의 균종을 동정하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 정상인의 전타액에 1% 피톤치드를 적용하였을 때 잔존 생균수는 감소하는 경향을 보였다. 2. 피톤치드 적용 후 생존한 주 세균종은 S. thermophilus (53%)로 나타났다. 3. 피톤치드 적용 후 생존한 균을 P. gingivalis A7A1-28과 P. gingivalis W83에 교차배양한 결과 생존균의 대부분(72.5%) 이 P. gingivalis A7A1-28과 P. gingivalis W83의 성장을 억제하였다. 4. 생존 S. thermophilus의 85.8%, S. sanguinis는 75.8%가 P. gingivalis 를 억제하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 미루어, P. gingivalis 등 구강 내 유해균을 직접 억제할 수 있는 것으로 알려진 피톤치드로 처리할 경우 피톤치드에 생존하는 구강상주균이 P. gingivalis에 대해 부가적으로 억제작용을 할 수 있기 때문에 피톤치드의 사용은 치주질환을 예방하고, 그 결과 치주질환 및 구취환자의 구강 환경을 크게 개선할 수 있을 것으로 생각된다.
구강은 전신건강을 들여다 볼 수 있는 창문이자 많은 유해균이 들어오는 관문이기도 하다. 우리 몸에 있어서 아주 중요한 부분이다. 유전자 검사는 구강 내 세균을 검사하여 빅 데이터 AI 알고리즘 분석을 통해 우리 몸에 발생할 수 있는 전신질환까지 예측하여 예방 관리를 체계적으로 할 수 있다는 가장 큰 장점이 있다. 이에 본 논문은 연구자 가족이 직접 유전자 검사를 수행하여 결과를 도출해 보고자 한다. 본 연구는 2022년 11월 연구자 가족 4명이 서울시에 소재한 예방치과진료실 J치과의원에서 치과의사 1명, 치과위생사 1명에게 사전설명을 듣고 동의서 작성 후 구강검사와 유전자 검사를 수행하였다. 성인은 Dr.***으로 중·초등학생은 He***** 제품으로 유전자 검사를 하였다. 현재 우리나라에서 진행하고 있는 유전자 검사는 대상자가 피를 뽑지 않고 비교적 쉽게 접근할 수 있는 장점도 있지만, 시간, 비용 등 한계점도 있다. 그럼에도 불구하고 구강 내 미생물을 통해 전신질환을 예측할 수 있다는 점에서는 높이 평가할 부분이라고 생각한다.
여러 식물의 추출물에 대한 항균효과와 항균작용은 이미 연구되어 있으나, 구강 내 병원균에 대한 연구는 아직 미미한 편이다. 이에 타액에 수 종의 식물 추출물, myrrh, rhatany, chamomomilla를 첨가하여 치주질환과 구취 발생에 중요한 역할을 하는 원인균들에 대한 억제효과를 파악하고자 하였다. 실험에 사용한 생약 추출물은 Myrrh tincture (100 mg/ml), Ratanhia tincture (100 mg/ml), Chamomile tincture (100mg/ml)를 사용하였으며, 충치원인균인 S. mutans GS5, S. sobrinus 6715와 치주염원인균주인 P. gingivalis 2561 및 P. intermedia ATCC 25611, Candida albicans ATCC 18804, E. feacalis ATCC 4083 균주를 대상으로 항균실험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 본 연구에서 사용한 식물 추출물인 myrrh, rhatany, chamomomilla는 수렴작용과 살균작용, 항염증작용을 가지고 있는 물질로서, P. gingivalis, S. mutans, C. albicans 등의 구강 내 병원균에 대한 항균효과나 항균작용이 구명되었다. 또한 가장강한 항균효과를 보인 rhatany를 처리한 이들 병원균을 투과전자현미경 하에서 관찰하였을 때, 심한 형태적 변형이 관찰되었다. 이는 식물 추출물에 의하여 구강 내 유해균을 억제시킴으로써 치주질환과 충치, 구취 및 구강염의 발생을 예방할 수 있다는 것을 의미하므로, 향후 구강 환경 개선을 위한 임상적 근거가 마련될 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구는 프로바이오틱스의 특성과 관련 연구에 대한 종설이다. 프로바이오틱스는 면역질환 개선 효과, 유당불내증 완화 효과, 변비 및 설사 개선 효과, 항암 및 항종양 효과, 심혈관계 질환 예방 효과, 항당뇨 효과, 항산화 효과, 항균효과, 유용 대사산물의 생산 등의 기능성을 입증하였다. 구강 프로바이오틱스는 젖산을 생성하여 충치의 원인이 되는 뮤탄스균과 잇몸 질환을 일으키는 진지발리스균을 비롯한 유해균이 서식하기 어려운 환경을 만들어 구강 생태계 조성과 구취 제거에 효과적이라는 연구가 입증되었다. 그 결과 질환 완화는 물론 건강한 구강 밸런스를 관리하는 예방법으로 주목받고 있다. 일부 제한점에도 불구하고 현재 유용한 임상연구가 진행되고 있으며, 본 연구는 치아우식증과 치주염, 칸디다의 집락화 등 구강상태를 개선하기 위한 프로바이오틱스의 근거가 될 수 있을 것이다.
구강 병원체의 검출 방법은 여러 가지가 있지만 그 중 PCR을 이용한 검출이 확실하고 빠른 방법으로 알려져 있다. PCR을 위한 많은 DNA 추출법이 사용되고 있으나 상업적인 DNA 추출 kit들은 일반적으로 가격이 비싸고 절차가 여러 단계로 되어있으며, 그 외의 방법은 페놀과 클로로포름과 같은 유해한 화학물질을 써야하는 등의 단점이 있다. 이 연구에서 NaOH 용액을 이용한 개선된 DNA 추출 방법은 치아우식증, 치주염과 관련된 병원체를 빠르고 간단하며 비용-효율적으로 검출하였다. 세균으로부터 DNA를 추출하기 위한 boiling은 기존의 10분이 아닌 1분으로 충분하였고 $4^{\circ}C$에서 최소 13개월 이상 DNA의 보관이 가능하였으며 sonication 유무에 따른 차이는 없었다. 따라서, 이 방법은 상업적인 kit나 유해한 화학물질을 쓰지 않고서도 타액 표본으로부터 직접적으로 빠른 시간 내에 DNA를 추출하여 병원체의 유무 결과를 확인하는데 매우 적합할 것으로 생각한다.
치주조직에 존재하는 주요한 세포의 한 형태인 인체 치은섬유아세포는 다양한 구강유해세균으로부터 염증이 유발되어지며, 그중 대표적으로 치주염 원인균인 P. gingivalis의 내독소인 LPS-PG로부터 염증성 자극에 반응하여 다양한 염증매개 물질을 분비한다. 본 연구에서는 치주염을 일으키는 주요한 원인균 중 하나인 P. gingivalis로 부터 분리한 LPS-PG를 이용하여 인체 치은섬유아세포주인 HGF-1 세포에 염증을 유도한 후 LRE에 대한 항염증 및 항산화 효과를 분석하였다. 실험 결과, LRE는 LPS-PG 유도에 따라 iNOS에 의한 NO 생성과 COX-2에 의한 PGE2와 같은 염증 매개 인자의 발현 및 생성 억제와 함께 염증성 싸이토카인(TNF-α, IL-1β및 IL-6)의 생성 또한 억제하였다. 신호전달계에서 염증성 전사인자의 발현 경로를 확인하기 위하여 TLR4/Myd88/NF-κB의 활성을 확인한 결과, LRE 처리에 따라 농도 의존적으로 억제되는 것을 확인하였다. 또한 산화 환원 효소로 항염증효과를 나타내는 것으로 알려진2상 효소 중 하나인 NQO-1과 이의 전사인자인 Nrf2를 분석 한 결과 LRE 처리에 의해 효소의 활성이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 LRE는 TLR4/Myd88/NF-κB 신호전달 경로를 억제하고 NQO1/Nrf2 활성을 유도함으로써 HGF-1 세포에서 LPS-PG에 의해 유도된 염증을 억제하는 것으로 사료되며, 향후 LRE는 식·의약품 소재 개발에서 치주질환 개선의 가능성이 있는 후보물질이 될 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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