Effect of laminin-211–derived peptide on wound re-epithelialization in the early stages of cutaneous wound healing

Abstract

Peptides have been recognized as a valuable tool in the field of tissue engineering towards regenerating defective tissue. A minimal core bioactive peptide, PPFEGCIWN motif (Ln2-LG3-P2-DN3, residues 2678-2686) from the human laminin α2 chain, has been previously reported to promote cell attachment of normal human epidermal keratinocytes (NHEKs) and dermal fibroblasts (NHDFs), the major cell types that induce skin wound healing; however, the in vivo wound healing effects of the peptide has not yet been studied. In this study, it has assessed whether a laminin-211-derived minimal core peptide could promote full-thickness cutaneous wound healing by accelerating wound closure and re-epithelization in vivo. In the cytocompatibility assessment, Ln2-LG3-P2-DN3-coated onto microfiber matrices showed significantly higher cell attachment and spreading activities compared with those of the vehicle or scrambled peptide-treated matrix in NHEKs and NHDFs. In the wound healing assessment, the wound areas of the Ln2-LG3-P2-DN3-treated rats were significantly smaller than that of the vehicle or scrambled peptide-treated rats on days 2 and 3 after wounding. Further, re-epithelization occurred significantly faster in Ln2-LG3-P2-DN3-treated rats than that of the vehicle or scrambled peptide-treated rats on day 3, and it was proportional to phospho-FAK-Tyr397 and active Rac1 expression. Moreover, in the Ln2-LG3-P2-DN3-treated rats, there were only minute amounts of inflammatory cell infiltration, compared to the controls. These findings support that the PPFEGCIWN motif is very effective in accelerating skin wound healing by enhancing wound closure and re-epithelization.

펩티드는 결손조직의 재생을 도모하고자 하는 조직재생 분야에서 유용한 과학적 수단으로서 주목받고 있다. 사람 라미닌 α2 사슬에서 유래한 9개 아미노산잔기로 구성된 PPFEGCIWN 모티프 (잔기 2678-2686, Ln2-LG3-P2-DN3)는 피부 창상 치유에 주요한 사람 정상 피부각화세포와 사람 정상 피부섬유모세포의 세포부착을 촉진한다고 보고되었다. 그러나 in vivo에서 Ln2-LG3-P2-DN3 펩티드의 창상치유 효과는 아직 연구된 바 없었다. 그러므로 본 연구는 생체 내에서 Ln2-LG3-P2-DN3 펩티드가 재상피화 및 창상 폐쇄를 촉진시켜 피부창상 치유를 촉진할 수 있는지에 관하여 연구하였다. 세포적합성실험에서 Ln2-LG3-P2-DN3 펩티드는 배양접시 및 chitin microfiber matrix에 처리할 경우 vehicle이나 scrambled peptide를 처리한 경우보다 사람 정상 피부각화세포와 사람 정상 피부섬유모세포의 세포 부착과 퍼짐을 더욱 촉진시컸다. 흰쥐를 이용한 창상치유실험에서 피부창상 형성 후 2일과 3일째에 Ln2-LG3-P2-DN3 펩티드를 처리한 쥐의 창상 크기가 vehicle이나 scrambled peptide를 처리한 창상보다 현저히 감소하였다. 더욱이 Ln2-LG3-P2-DN3 펩티드를 처리한 쥐의 창상은 vehicle이나 scrambled peptide를 처리한 경우와 비교할 때 신속하게 재상피화가 일어났고, 이 과정에서 FAK-Tyr397 인산화와 Rac1의 활성화가 수반되었다. 또한 Ln2-LG3-P2-DN3 펩티드를 처리한 쥐와 vehicle을 처리한 쥐에서 염증세포 침윤을 비교하였을 때 염증세포 침윤에 유의한 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과를 종합할 때, PPFEGCIWN 펩티드는 생체에서 창상 폐쇄와 재상피화를 촉진시켜 피부창상 치유를 촉진시키며, FAK-Tyr397과 Rac1의 활성화가 밀접히 관련되어 있음을 의미한다.