Streptococcus mutans와 Porphyromonas gingivalis에 대한 상백피(Morus alba root bark) 에탄올 추출물의 항균 효과

Antibacterial Activity of Morus alba Root Bark against Streptococcus mutans and Porphyromonas gingivalis

본 연구는 구강질환을 유발하는 대표적인 두 균주인 Streptococcus mutans와 Porphyromonas gingivalis에대한 상백피 에탄올 추출물(MAEE)의 항균 활성을 분석하였다. Griess reaction과 WST-1 assay를 통해lipopolysaccharide (LPS)로 자극한 생쥐대식세포인 RAW 264.7 세포에서 MAEE의 nitric oxide (NO) 억제 및 세포독성 효과를 분석하였다. 그리고 디스크 확산법, 최소억제농도(minimum inhibition concentration, MIC), 최소살균농도(minimum bactericidal concentration, MBC), 성장억제 효과 분석을 통해 MAEE의 항균활성을 평가하였다. 그 결과 MAEE는 LPS로 자극한 RAW 264.7 세포에서 세포독성없이 농도 의존적으로 NO 생성을 억제하였다. 그리고 MAEE는 강력한 항균 활성을 나타냈는데, 100 mg/mL의 MAEE는 S. mutans와 P. gingivalis에 대해 각각 13.94 mm와 15.65 mm의 clear zone을 형성하는 것으로 보다 MAEE는 P. gingivalis보다 S. mutans에 더강한 항균활성을 보이는 것으로 생각된다. 그리고, S. mutans와 P. gingivalis의 MIC는 각각 0.4 mg/mL와 0.4~0.8 mg/mL였고, 두 병원균의 MBC는 각각 0.4 mg/mL와 0.8 mg/mL로 나타났다. 또한 MAEE 처리는 두 병원균의성장을 유의하게 억제하였으나 농도 의존적이지는 않았다. 특히, 24시간동안 MAEE를 처리한 S. mutans의OD600이 3.2 mg/mL에서 0.146인 반면 대조군의 흡광도는 0.509를 보였다. 그리고 같은 용량의 MAEE 처리된 P.gingivalis를 24시간 동안 배양했을 때 대조군의 흡광도 0.486 대비 0.154로 나타나 강한 성장억제효과를 보였다.결론적으로, MAEE는 두 구강 내 병원균에 대해 강력한 항균 활성을 보였으며, MAEE는 P. gingivalis보다 S.mutans에 대해 더 강력한 항균 활성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 상백피는다양한 형태로 가공하여 음용 시 항당뇨, 고혈압, 콜레스테롤 개선 외에도 본 연구를 통해 치아우식증과 치주질환의 예방 및 치료제로 활용 가능성을 검증하였기에 상백피의 차로 활용성을 높인 것으로 생각된다.

This study aimed to analyze the antibacterial activity of the ethanol extract of Morus alba root bark (MAEE) against two critical oral pathogens, Streptococcus mutans and Porphyromonas gingivalis. The Griess reaction and WST-1 assays were used to analyze the nitric oxide (NO) inhibitory and cytotoxic effects of MAEE on lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW 264.7 cells. The antibacterial activity of MAEE was evaluated using a disk diffusion assay and a growth inhibition assay by determining minimum inhibition concentrations (MICs) and minimum bactericidal concentrations (MBCs). MAEE treatment dose-dependently inhibited NO production and had no cytotoxic effect on LPS-stimulated RAW 264.7 cells. Furthermore, MAEE exhibited potent antibacterial activity and more potently generated a clear zone in the presence of S. mutans than P. gingivalis. The MICs of MAEE for S.mutans and P. gingivalis were 0.4 and 0.4~0.8 mg/mL, and its MBCs were 0.4 and 0.8 mg/mL, respectively. In addition, MAEE significantly inhibited the growths of both pathogens, but no dose-dependency was observed. The OD600 of S. mutans treated with MAEE at 3.2 mg/mL for 24 h was 0.146 compared to a control OD600 of 0.509. Absorbance at 600 nm for P. gingivalis treated with MAEE at 3.2 mg/mL for 24 h was 0.154 compared to a control OD600 of 0.486. In conclusion, MAEE showed potent antibacterial activity against both oral pathogens but affected S.mutans stronger than P. gingivalis. The study indicates that MAEE might help prevent dental caries and periodontal diseases.