본 연구는 항염증물질 Tenidap이 다제내성 황색포도상구균(MRSA)에 대해 항균 활성을 나타냄을 확인한 선행연구 결과를 기반으로, 해당 물질이 다제내성 세균 감염 치료용 항균제로 재목적화될 수 있는 가능성을 평가하고, 그 작용 기전을 규명하는 것을 목표로 함. 이를 통해 기존 항생제와는 다른 기전을 가지면서 항염증 및 항균의 이중 활성을 겸비한 신규 선...

KOBRA (Korea Bio Research Alliance) : 글로벌 첨단바이오 연구교류협력 네트워크 구축- 글로벌 첨단바이오 기술 및 인적교류 인프라 구축 및 운영- 지속가능한 자립형 첨단바이오 연구교류 인프라 구축

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1. 구조-항균 활성 상관 분석 (1) 기 확보된 50여종의 PQ401 유사체(derivatives)들의 antimicrobial activity를 Clinical & Laboratory Standards Institue (CLSI)의 guideline에 따라 broth microdilution assay 시행을 통해 MIC를 측정하여 성장 세균세포(growing cells)에 대한 항균활성을 정량화함. (2) 항균활성을 순위가 높은 유사체들의 planktonic MRSA persisters에 대한 bactericidal activity(살균활성)를 time-killing assay를 통해 측정함 (3) Planktonic MRSA persisters에 살균활성을 나타내는 유사체들의 mature biofilm 속에 형성된 MRSA persister cells에 대한 살균활성을 biofilm killing assay로 평가함 (4) Gentamicin과 synergism이 있는지를 Checkerboard assay를 수행하여 Fractional inhibitory concentration index (FICI)를 구하여 평가함 (5) 선별된 항균활성을 지닌 유사체들의 Human red blood cell에 대한 hemolytic activity 측정을 통한, 세균막 선택성 확인. (6) 막활성물질이 항생제로 개발되기 위해서는 동물세포막에는 영향을 주지 않고 세균세포막만 선택적으로 파괴할 수 있어야 함. Human red blood cell을 사용하여 선별된 유사체들의 동물세포막에 대한 활성을 평가하여 세균세포막 선택적 항균물질을 선별함. (7) human hepatic and renal cell lines을 사용하여 확보된 선택적 막 활성 유사체들의 독성평가 수행. 2. 선별 유사체 항균/항균보조 기전 연구 (1) MRSA persisters에 대한 살균활성을 가지는 선별된 유사체들의 MRSA 세포막에 미치는 영향(Membrane potential, membrane permeability, membrane fluidity 등)을 형광염료를 통해 평가. (2) 유사체들에 의한 세균막 손상 정도를 luciferase/luciferin를 사용하여 유출된 ATP (extracellular ATP)의 정량을 통해 평가. MRSA 세포막에 미치는 영향을 transmission electron microscopy를 통해 확인함. (3) Serial passage resistance development assay를 통한 항생제 내성 유발율 평가 및 내성 유발 관련 유전자를 파악함. (4) 선별 유사체와 동물세포막과 사이의 interaction을 all-atom molecular dynamics simulations (MD simulation)를 통해 평가하여 선택적 막활성과 화학구조 사이의 상관관계를 파악함. (5) MRSA의 phospholipid component와의 binding affinity 측정하여 MD simulation 결과를 검증함. 3. 무척추 동물 감염모델을 사용한 감염제어 효능 평가를 통한 선도물질 도출 (1) 감염미세환경은 일반적인 실험환경과 다른 acidic pH, high salt, anaerobic조건을 나타내며 이는 항생제의 항균활성 저하를 초래하기도 함. 따라서 in vivo 효능 테스트에 앞서서 acidic pH, high salt, 그리고 ananerobic 조건에서 선별 유사체의 항균 활성이 유지되는지 평가함. (2) Invertebrate animal 감염모델로 자주 사용되고 있는 C. elegans와 G. mellonella larvae-MRSA 감염모델을 사용하여 발굴 물질의 in vivo efficacy 및 독성 평가를 수행함.