오리건 주립대학(Oregon State University)의 연구진은 비타민 D를 탑재한 나노섬유 봉합사(suture)가 감염과 싸우는 펩티드의 생성을 촉진한다는 사실을 발견했다.
이번 연구진은 25-hydroxyvitamin D3와 pam3CSK4 펩티드가 포함된 봉합사를 제조하기 위해서 동축 전기 방사 증착(coaxial electrospinning deposition)과 압연(rolling) 공정을 사용했다. 펩티드는 사슬로 연결된 두 개 이상의 아미드 산으로 구성된 화합물이다. pam3CSK4 펩티드의 기능은 세포의 Toll 유사 수용체(toll-like receptor)를 활성화시키는 것인데, 이것은 면역 반응을 촉진한다.
Toll 유사 수용체가 활성화되면, 비타민 D 수용체를 활성화시키는 효소를 유도한다. 비타민 D 수용체 표적 유전자의 발현이 증가하면, LL-37 펩티드가 생성되고, 이런 펩티드는 미생물의 멤브레인을 파괴함으로써 미생물을 사멸시킨다.
감염이 발생된 경우에, 이 나노섬유 봉합사를 사용하면 항균 펩티드가 생성된다. 현재 사용 중인 항균 봉합사는 트리클로산(triclosan)이라고 불리는 항균제를 사용하고 있는데, 이것의 빈번한 사용은 세균 내성을 발생시킨다. 그에 비해서 새롭게 개발된 항균 봉합사는 이런 문제점을 가지고 있지 않다.
봉합사에 의해서 전달되는 비타민 D는 LL-37 뿐만 아니라 면역 반응과 관련된 다른 유전자에도 영향을 미칠 수 있다. 따라서 비타민 D와 같은 화합물은 항균 펩티드를 통해서 세균을 표적할 뿐만 아니라 다른 면역 반응을 통해서 감염과 싸우게 할 수 있다.
이 연구결과는 저널 Future Medicine에 “Nanofiber-based sutures induce endogenous antimicrobial peptide” 라는 제목으로 게재되었다(https://doi.org/10.2217/nnm-2017-0161).
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