초록 ▼

□ 연구개요
최근 항생제에 대한 다제내성 병원균에 대한 감염이 급증하고 있어 심각한 문제가 되고 있음. 중환자실의 세균 감염으로 인해 인체 면역시스템이 교란되는 '과다면역 반응'인 패혈증은 치사율이 45%에 이르러 기존 항생제만으로는 효과적인 치료가 불가능하여 치료제의 개발이 시급함. 그람음성 박테리아에 감염시 그 세포벽 구성성분인 LPS가 TLR4를 인식하면 염증성 시그널링의 과도한 활성화로 사이토카인 쇼크를 동반한 패혈증을 유발하므로 TLR4는 중요한 타겟단백질임. 구조-활성에 기반하여 그람음성균에 우수한 항균활성을 가지는

□ 연구개요
최근 항생제에 대한 다제내성 병원균에 대한 감염이 급증하고 있어 심각한 문제가 되고 있음. 중환자실의 세균 감염으로 인해 인체 면역시스템이 교란되는 '과다면역 반응'인 패혈증은 치사율이 45%에 이르러 기존 항생제만으로는 효과적인 치료가 불가능하여 치료제의 개발이 시급함. 그람음성 박테리아에 감염시 그 세포벽 구성성분인 LPS가 TLR4를 인식하면 염증성 시그널링의 과도한 활성화로 사이토카인 쇼크를 동반한 패혈증을 유발하므로 TLR4는 중요한 타겟단백질임. 구조-활성에 기반하여 그람음성균에 우수한 항균활성을 가지는 항생펩타이드를 설계하였음. TLR4 길항제로서 신호전달을 억제하며 패혈증 동물모델에서 체액과 폐에서의 염증성 사이토카인 생성을 억제하고 총균수를 감소시켜 패혈증 치료효과가 우수한 펩타이드 2종을 개발함.

□ 연구 목표대비 연구결과
●그람음성패혈증은 그람음성균의 세포벽 구성성분인 LPS가 혈중에 과도하게 침입하여 전신으로 퍼짐으로써 발생함. LPS로 인해 유발된 NF-kB로의 TLR4 신호전달 경로 활성화를 억제하는 길항제 발굴: Ps-K18, Pap12-7 펩타이드를 성공적으로 발굴함.
● 펩타이드설계: 양서류의 항균펩타이드인 pseudin과 곤충유래 파필리오신 펩타이드의 N-말단 12개의 잔기서열을 최적화하여 양친매성이 높은 alpha-helix 구조를 가지는 두가지 펩타이드 (Ps-K18와 Pap12-7)를 설계함. 이들은 독성이 모체 펩타이드 보다 낮고 그람음성균, 다제내성균에 대한 항균활성이 매우 우수함.
●항균작용기전 규명: LPS 중화능이 우수하며, 형광, SEM, confocal을 이용하여 펩타이드가 bacteria세포막을 target하여 항균력을 가지는 항균작용기전을 규명함.
●TLR4 길항능력 및 기전연구: SEAP assay를 통해 TLR4 길항제로서의 활성을 측정하고 ELISA, western blot을 통해 TLR4 신호전달 활성화를 억제하는 기전을 규명함.
●패혈증 치료 효과: E.coli에 감염된 패혈증 동물모델에서 친염증성 사이토카인이 과다 생성되는 사이토카인 쇼크와 다장기장애 증상을 치료하는 패혈증 치료효과가 우수함을 확인함. 간독성, 신장독성이 낮고 폐염증 억제능을 확인하여 패혈증치료효과가 우수한 Ps-K18와 Pap12-7를 펩타이드 패혈증치료제 후보물질로 선정함.

□ 연구개발결과의 중요성
●패혈증은 미생물감염으로 생긴 전신 염증반응에 대한 면역 과잉반응으로 병원에서의 사망의 주 원인으로 내성균의 출현으로 치료제 개발은 매우 시급하므로 본 연구에서 개발한 패혈증 치료제 후보물질(Ps-K18와 Pap12-7)은 응용성이 매우 높음.
● 이상 조절된 TLR 활성은 면역학적 질병뿐 아니라 염증성 질환과 밀접하게 연관되어 있으므로 TLR4 및 다운스트림 시그널링 성분들은 효과적인 치료 타겟임. 우수한 항균활성을 보임과 동시에 TLR4 길항능력을 보이며 패혈증 동물모델에서 치료효과가 높은 펩타이드(Ps-K18와 Pap12-7) 발굴은 패혈증환자의 혈액내 과도하게 활성화된 면역반응을 제어함과 동시에 내성균에 대한 우수한 항균활성을 가지는 dual mechanism을 가지는 물질임. 따라서 기존 패혈증치료제 기전과 다른 새로운 파라다임의 패혈증 치료효능을 가지는 유효물질이 될 것임.
● 본 연구에서는 구조-활성 상관관계에 기반한 신규 패혈증치료 효능을 가지는 펩타이드 항생제 개발 기법을 관련 제약업체에 전수하여 패혈증 및 면역질환 치료제 개발에 도움을 줄 것임. 연구에 참여한 학생들은 구조연구, 생물리화학적 실험, 세포 생물학, 동물실험 등 산업체에서 요구하는 연구능력을 가질 것이며 앞으로 항생제, 패혈증 치료제 개발분야에서 필요로 하는 전문인력으로 양성될 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• ① 양서류 유래 항생펩타이드 pseudin 펩타이드 유도체 설계 ... 5
• ② 곤충 유래 항생펩타이드 파필리오신의 N-terminal 12mer peptide 유도체 설계 ... 10
• ③ TLR4 길항 및 패혈증 치료효과를 가지는 천연물 치료제 후보물질 isorhamnetin의 발굴 ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 17
• 끝페이지 ... 24