Lactophorin-3 펩타이드가 Streptococcus mutans 와 Candida albicans 활성에 주는 영향

Abstract

Streptococcus mutans는 치아 우식증의 원인이 되는 균으로 이를 감소시키고 바이오필름 형성을 억제하는 것이 치아 우식증을 예방하는 데 중요하다. 의치상에 번식하여 구강점막을 자극하는 Candida albicans는 인구의 약 30∼40%에서 정상 구강 상주균 중에서 발견된다. 이는 전신 쇠약, 면역 억제, 턱 안면부의 방사선 조사, 장기간의 항생제 치료, 당뇨, 구강 피임약 복용, 내분비장애, 흡연, 의치 구내염, 구강 건조증 등의 질환을 가진 환자에게 기회감염을 일으켜 구강점막을 자극한다. 소 우유에서 발견되는 항균성 phosphoglycoprotein인 proteose peptone component-3 (PP3)는 lactophorin이라 하며, PP3를 구성하는 C 말단의 23개 아미노산으로 이루어진 펩타이드를 lactophoricin (LPcin)이라 한다. LPcin은 그람 음성균과 그람 양성균을 억제하는 효과가 있다고 알려져 있으며, 본 연구에서는 LPcin의 C 말단을 변형시킨 lactophorin-3 (LP-3, 15 residues)의 항미생물 효과를 S. mutans와 C. albicans를 이용하여 평가하였다. S. mutans (OMZ-65)에 대한 LP-3의 항균효과를 조사하기 위해 최소저해농도 [minimum inhibitory concentration (MIC)] 결정, time kill assay, 바이오필름 감수성 시험을 시행하였으며, 바이오필름 억제 효과는 형광 염색법을 이용하여 관찰하였다. C. albicans (ATCC10231)의 활성에 대한 LP-3의 효과는 WST-1을 이용하여 평가하였으며, polymethyl methacrylate (PMMA) 상에서 바이오필름 감수성 시험을 수행하였다. 그리고 scanning electron microscope (SEM)을 이용하여 LP-3에 의한 C. albicans의 형태변화를 관찰하고자 하였다. 측정결과는 one way ANOVA 및 t-test로 분석하였고 p-value가 0.05 이하일 때 통계적으로 의미가 있는 것으로 판단하였다. MIC 시험 결과, 6.25 µg/ml에서부터 LP-3가 S. mutans를 억제하는 효과를 나타냈고, time kill assay에서 LP-3를 12.5 µg/ml 농도로 S. mutans에 적용한 결과, 10분 후에 완전히 사멸되었다. 바이오필름 감수성 시험에서는 6.25, 12.5, 25, 50, 100 µg/ml의 농도로 바이오필름에 적용한 결과, 100 µg/ml (16 ✕ MIC)에서 15분간 처리했을 때 바이오필름의 세포활성이 완전히 사라졌다. 2분간 처리시 이미 세포활성이 거의 감소하였고, C. albicans의 활성에 대한 LP-3의 저해 효과는 25 µg/ml부터 나타나기 시작하였으며 200 µg/ml까지 농도 의존적으로 저해 효과가 나타났다. PMMA 상에서 1, 3, 6시간 동안 C. albicans를 LP-3로 처리한 결과, 음성 대조군에 비해서 C. albicans의 활성이 1시간 후 60%, 3시간 후 33%, 6시간 후 12%로 감소하였다. 50 µg/ml 농도의 LP-3로 C. albicans를 8시간 동안 처리한 후, SEM을 통해 관찰한 결과 다수의 세포가 PMMA 표면에서 제거되고, 평평하게 짓눌린 모양의 세포를 볼 수 있었다. 결과적으로 LP-3는 농도와 처리 시간에 비례하여, S. mutans와 C. albicans에 항미생물 효과를 나타내었다.