생체모사적 실리카 침착(biomimetic silica deposition)은 생체적합한 조건에서 생리활성 분자를 in situ로 고정화하는 방법이다. 골형태형성단백질(bone morphogenetic protein, BMP)의 관절부(knuckle) 에피토프로부터 유래한 골유도성 P4 펩타이드는 BMP 수용체-II(BMPRII)에 결합하며, 최근 실리카 형성 능력을 포함하는 것으로 새로이 확인되었다. 우리는 P4의 N-말단에 위치한 두 개의 라이신 잔기가 실리카 침착에 결정적인 역할을 한다는 것을 발견하였다. P4 펩타이는 P4 매개 실리카화(silicification) 동안 실리카와 함께 공침전되어, 로딩 효율이 87%로 높은 P4/실리카 하이브리드 입자(P4@Si)를 생성하였다. P4는 250시간을 초과하는 기간 동안 P4@Si로부터 일정한 속도로 방출되었으며, 이는 영차(0차) 동역학 모델을 나타낸다. 유세포분석(flow cytometric analysis) 결과, P4@Si는 MC3T3 E1 세포에 대한 전달 능력이 자유형 P4에 비해 1.5배 증가한 것으로 나타났다. 또한 P4는 헥사글루타메이트 태그(hexa-glutamate tag)를 통해 하이드록시아파타이트(HA)에 고정된 다음, P4 매개 실리카화를 거쳐 P4@Si가 코팅된 HA를 형성하는 것으로 확인되었다. 이는 시험관 내(in vitro) 연구에서 실리카 또는 P4 단독으로 코팅된 HA에 비해 더 우수한 골유도 잠재력을 시사하였다. 결론적으로, P4 매개 실리카 침착을 통해 골유도성 P4 펩타이드와 실리카를 함께 전달(co-delivery)하는 전략은 해당 분자를 포획하고 전달하며 상승적(synergistic) 골형성을 유도하는 효율적인 방법이다.

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