Comparative evaluation of the immunostimulatory activities of autolyzed yeast and purified β-glucan in Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei)
본 연구는 정제된 베타글루칸, 특히 200 g/ton 수준의 식이 보충이 자가용해 효모보다 흰다리새우의 성장 성능을 향상시키고 면역 관련 유전자를 상향 조절하며, 급성 간췌장 괴사병(AHPND)에 대한 생존율을 유의미하게 개선하는 데 더 효과적임을 입증한다.
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바다를 새우들이 성실한 시민으로 살아가는 북적이고 긴박한 고위험 도시라고 상상해 보십시오. 이 수중 대도시에서는 Vibrio parahaemolyticus라고 불리는 무시무시한 박테리아 악당들이 끊임없이 침입하여 새우의 내부 장기를 파괴하고 AHPND라는 질병을 일으키려 합니다. 이 박테리아들이 공격할 때, 인간이나 다른 척추동물처럼 복잡한 '적응' 면역 체계를 갖추지 못한 새우의 면역 체계는 종종 압도당하곤 합니다. 이는 마치 지친 보안 요원 한 명으로 폭동을 막으려는 것과 같습니다. 이를 해결하기 위해 과학자들은 새우에게 일종의 '슈퍼 부스트'를 주어, 본질적으로 더 나은 방패와 더 많은 경비원을 쥐여줄 방법을 찾고 있습니다. 그들은 효모에서 발견되는 두 가지 종류의 '면역 비타민'을 테스트하고 있습니다. 하나는 영양소의 혼합물을 제공하는 온전하게 분해된 효모 세포(자가용해 효모)이고, 다른 하나는 효모 외벽의 정제되고 농축된 조각인 -글루칸입니다. 큰 질문은, 어떤 것이 새우를 위한 더 나은 경호원이 될 것인가 하는 점입니다.
이 연구는 이 두 가지 서로 다른 효모 기반 첨가물을 흰다리새우(Litopenaeus vannamei)에게 먹여 그들이 어떻게 살아남는지를 확인함으로써 답을 찾고자 했습니다. 연구진은 다섯 그룹으로 나누어 새우를 마치 과학 박람회 프로젝트처럼 다루었습니다. 한 그룹은 표준 식단(대조군)을 먹었고, 두 그룹은 서로 다른 양의 온전한 효모(자가용해 효모)가 섞인 사료를 먹었으며, 다른 두 그룹은 서로 다른 양의 정제된 -글루칸이 섞인 사료를 먹었습니다. 그들은 새우의 성장을 관찰하고, 면역 체계가 얼마나 활발한지 확인하기 위해 혈구 세포를 검사했으며, 심지어 질병과 싸우는 데 관련된 유전자들이 얼마나 많이 활성화되었는지도 측정했습니다. 마지막으로, 그들은 치명적인 AHPND 박테리아에 새우를 노출시키는 '소방 훈련'을 실시하여 누가 살아남는지 지켜보았습니다.
결과는 매우 명확했습니다. 정제된 -글루칸이 독보적인 챔피언이었습니다. 톤당 200그램의 정제된 -글루칸이 포함된 식단을 먹은 새우는 표준 식단을 먹은 새우에 비해 초기 육종 단계에서 더 빠르게 성장하고 더 잘 생존했습니다. 박테리아 공격이 발생했을 때, 정제된 -글루칸을 먹은 새우(그리고 더 높은 용량의 온전한 효모를 먹은 새우)는 대조군보다 사망률이 현저히 낮았습니다. 하지만 진짜 마법은 새우의 세포 내부에서 일어났습니다. 정제된 -글루칸은 단순히 조금 도와주는 수준이 아니었습니다. 그것은 전체 면역 체계에 경보를 울렸습니다. 그것은 항균 펩타이드(작은 생물학적 무기)를 만드는 유전자와 세포가 침입자를 잡아먹도록 돕는 유전자를 포함하여 다양한 방어 유전자를 활성화했습니다. 실제로 가장 높은 용량의 정제된 -글루칸(톤당 400그램)을 먹은 새우는 '식세포 작용(phagocytic activity)'이 엄청나게 급증했는데, 이는 그들의 혈구 세포가 다른 이들보다 훨씬 더 효율적으로 외부 입자를 집어삼키고 있었음을 의미합니다.
온전한 효모(자가용해 효모) 또한 어느 정도 도움을 주기는 했지만—구체적으로, 더 높은 용량의 효모 역시 박테리아 공격으로부터 새우의 생존을 도왔습니다—정제된 -글루칸만큼 강력하고 광범위한 면역 반응을 유발하지는 못했습니다. 이 연구는 온전한 효모가 좋은 영양적 보충을 제공하는 반면, 정제된 -글루칸은 새우의 면역 체계에 직접적이고 고용량의 신호를 보내 체계를 깨우고 전투 준비를 시키는 역할을 한다고 시사합니다. 연구진은 정제된 버전이 성장을 촉진하고, 면역 유전자를 활성화하며, 박테리아 도전으로부터 생존을 돕는 데 더 효과적이라는 것을 발견했습니다. 그러나 그들은 이러한 개선에도 불구하고 새우가 여전히 질병에 상당히 취약하다는 점을 언급하며, 이것이 강력한 도구이긴 하지만 마법 같은 만병통치약은 아님을 나타냈습니다. 연구는 정제된 -글루칸을 새우 사료에 첨가하는 것이 질병에 대한 방어력을 자연스럽게 강화하는 유망한 방법이며, 농장에서 흔히 과도하게 사용되는 항생제의 잠재적인 대안을 제공한다고 결론지었습니다.
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