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Sep 08, 2023

vB의 항균 활성

과학 보고서 13권,

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 7470(2023) 이 기사 인용

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파지 용해 효소는 유망한 항균제입니다. 본 연구에서는 vB_AbaM_PhT2(vPhT2)에서 유래된 엔도리신이 확인되었습니다. 이 엔도리신은 보존된 리소자임 도메인을 나타냅니다. 재조합 엔도리신(lysAB-vT2) 및 소수성 융합 엔도리신(lysAB-vT2-융합)이 발현되고 정제되었습니다. 두 엔도리신 모두 그람 음성 박테리아의 세균 조세포벽에 대해 용해 활성을 나타냈습니다. lysAB-vT2-융합의 MIC는 100μM에 해당하는 2mg/ml인 반면, lysAB-vT2의 MIC는 10mg/ml(400μM) 이상이었습니다. lysAB-vT2-융합과 콜리스틴, 폴리믹신 B 또는 구리의 조합은 A. baumannii에 대해 시너지 효과가 있었습니다(FICI 값은 0.25). FIC(분획 억제 농도)에서 lysAB-vT2-융합과 콜리스틴의 항균 활성은 대장균(Escherichia coli), Klebsiella pneumoniae 및 약물 내성이 매우 강한 A. baumannii(XDRAB) 및 파지 저항성 A. baumannii의 다양한 균주를 억제할 수 있음을 보여주었습니다. lysAB-vT2-융합은 효소를 4, 20, 40 및 60°C에서 30분간 배양한 후에도 항균 활성을 유지했습니다. lysAB-vT2-융합은 성숙한 생물막을 억제할 수 있었고, A. baumannii에 감염된 T24 인간 세포와 lysAB-vT2-융합을 배양하면 T24 세포에서 LDH 방출이 부분적으로 감소했습니다. 요약하면, 우리 연구는 A. baumannii 감염의 제어에 적용될 수 있는 조작된 lysAB-vT2-융합 엔도리신의 항균 능력을 강조합니다.

Acinetobacter baumannii는 병원 감염의 주요 원인으로 나타나는 그람 음성 박테리아이며 특히 장기간 입원하여 인공호흡기를 사용하는 환자에게 문제가 됩니다. 최후의 수단인 항생제인 콜리스틴 치료에 저항하는 범약물 내성 A. baumannii의 발생률이 증가하는 연관성은 새로운 항균제 연구에 박차를 가하고 있습니다. 잠재적인 후보 중 하나는 용해성 박테리오파지 또는 파지 효소를 사용하여 항생제에 내성이 있는 박테리아 감염을 치료하는 파지 치료법입니다1,2. 그러나 좁은 숙주 범위에 대한 파지 특이성과 저항성 발달 가능성을 포함하여 파지 비리온을 사용하는 데는 제한이 있습니다3. 우리의 이전 연구에 따르면 태국의 A. baumannii 분리균주 중 50%가 테스트된 17개의 용해성 A. baumannii 파지에 대한 파지 저항성 균주였습니다4. 따라서, 파지 비리온을 사용하는 것에 비해 박테리오파지 용해 효소, 즉 엔도리신을 항균제로 사용하는 것에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 엔돌리신은 펩티도글리칸 층을 가수분해하여 기능하는 파지 효소로, 그 결과 팽압과 삼투압이 갑자기 떨어지며, 이는 박테리아 세포 사멸을 유발합니다5. 다양한 A. baumannii 파지의 재조합 엔도리신이 복제, 발현 및 특성화되었습니다6,7,8,9,10,11,12,13,14. Yuan et al. 그리고 Kim et al. endolysins, Abtn-4 및 LysSS는 여러 그람 양성균 및 그람 음성균에 대해 광범위한 항균 활성을 나타냄을 보여주었습니다. 또한, 엔도리신 LysAB3, Abtn-4 및 Abp013은 A. baumannii 생물막9,13,14을 감소시키는 데 효과적인 것으로 관찰되었습니다. LysABP-01, ABgp46, LysMK34 및 ElyA1과 같은 엔도리신의 활성은 유기산7 및 콜리스틴8,10,11과 같은 외부 막 투과화제와 결합하여 향상될 수 있습니다. 또한, 조작된 엔도리신은 콜리스틴 내성 A. baumannii 균주에 대해 향상된 항균 활성을 갖는 것으로 나타났습니다15.

이전 연구에서 우리는 숙주와 다양한 A. baumannii 균주에 대해 최고의 효능을 보인 vB_AbaM_PhT2를 확인했습니다. 이 박테리오파지는 또한 colistin16과 시너지 효과를 나타냈습니다. vB_AbaM_PhT2의 게놈 분석은 NGS(Next Generation Sequencing)를 사용하여 수행되었으며 리신을 코딩하는 추정 유전자를 식별할 수 있었습니다. 이들 효소는 박테리아 세포벽의 펩티도글리칸을 가수분해하므로 항생제 대안으로 좋은 후보입니다. A. baumannii의 많은 엔도리신이 특성화되었지만 소수성 아미노산 융합 엔도리신의 역할에 대한 연구는 적습니다. E. coli endolysin의 용해 능력은 endolysin의 C-말단에 소수성 아미노산을 첨가함으로써 강화되었습니다17. 따라서 우리는 재조합 파지 엔도리신과 소수성 융합 엔도리신의 항균 활성과 항생제, 소독제, 중금속 및 파지와의 잠재적 시너지 효과를 조사하는 것을 목표로 했습니다. 융합-엔도리신은 천연 효소에 비해 높은 용해 활성을 나타냈습니다. 다양한 태국 병원의 다양한 A. baumannii 분리주에 대한 융합-엔도리신의 세포 독성 분석, 생물막 형성 억제 및 항균 활성을 조사했습니다.