|
1 sæt (10 hætteglas)
| Mængde: | |
|---|---|
▎ LL-37 struktur
Kilde: PubChem |
Sekvens: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Molekylformel: C 205H 340N 60O53 Molekylvægt: 4493 g/mol CAS-nummer: 154947-66-7 PubChem CID: 16198951 Synonymer: Cathelicidin；ropocamptide |
▎ LL-37 Forskning
Hvad er forskningsbaggrunden for LL-37?
LL-37 blev først opdaget som en klasse af kationiske små peptidstoffer i pupperne af silkeormen Samia cynthia ricini af den svenske videnskabsmand Boman HG i 1980. LL-37 er det C-terminale peptid (CAMP, hCAP18) af human cathelicidin antibakteriel funktion, som øger resistens over for mikrobielle peptider, og som spiller en vigtig rolle i mikrobiologisk funktion. i kemotaksi, fremme af sårlukning og angiogenese (Chen X, 2018). Antibakterielle peptider er udbredt til stede i dyr, planter og en lille mængde mikroorganismer, og de er en vigtig del af hvirveldyrs medfødte immunitet. Som et sekretorisk protein er LL-37 bredt til stede i flere organer og væv i den menneskelige krop. Forskellige celler, herunder epitelceller, keratinocytter, mastceller, neutrofiler, makrofager og monocytter, kan udskille det. Det meste af denne type antibiotika indeholder 37 - 39 'aminosyrerester' og har 0 cystein. På grund af den stærke basicitet ved den N-terminale position af det antibakterielle peptid, kan det danne en stabil 'amfifil spiralstruktur'. Det antibakterielle peptid LL-37 har også en 'amfifil α-spiralstruktur'. På grund af dets funktion at dræbe patogene bakterier, kaldes det et antibakterielt peptid. '37' i navnet LL-37 kan være relateret til antallet af dets aminosyrerester. Samtidig er det også kendt som cathelicidin og ropocamptide.
Hvad er virkningsmekanismen for LL-37 mod antibiotika-resistente bakterier?
Forstyrrelse af bakteriecellemembranen:
LL-37 kan indsætte i bakteriecellemembranen, især have en destruktiv effekt på cellemembranen indeholdende phosphatidylglycerol (DPPG). Det vil forstyrre strukturen af bakteriecellemembranen og dermed udøve en bakteriedræbende effekt [1] . For eksempel har undersøgelser fundet ud af, at LL-37 kan indsættes i cellemembranerne af både Gram-positive og Gram-negative bakterier, hvilket fører til en stigning i permeabiliteten af cellemembranen, lækage af celleindhold og i sidste ende bakteriers død.
Bredspektret antibakteriel aktivitet:
LL-37 har antibakteriel aktivitet mod en række antibiotika-resistente bakterier. Det kan virke mod Gram-positive bakterier (såsom Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus osv.), Gram-negative bakterier (såsom Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella osv.) og andre bakterielle patogener (såsom Mycoaplasma, etc. ) . Denne bredspektrede antibakterielle aktivitet gør, at LL-37 har potentiel anvendelsesværdi til bekæmpelse af forskellige typer antibiotika-resistente bakterier.
Ødelæggelse af den dannede biofilm:
Bakteriel biofilm er en af de vigtige årsager til lægemiddelresistens hos patogene bakterier. Det antibakterielle peptid LL-37 kan ødelægge den dannede biofilm og dermed reducere bakteriers lægemiddelresistens. For eksempel ved den protetiske ledinfektion (PJI) efter kunstig ledudskiftning gør lægemiddelresistensen af patogene bakterier forårsaget af den bakterielle biofilm behandlingen vanskelig. LL-37 kan dog spille en effektiv antibakteriel og bakteriostatisk rolle ved at hæmme dannelsen af biofilmen og ødelægge den dannede biofilm.
Forbedring af den antibakterielle aktivitet af antibiotika:
Undersøgelser har vist, at LL-37 har en synergistisk effekt med visse antibiotika. For eksempel, når det anvendes i kombination med amoxicillin clavulansyre (AMC), kan LL-37 kraftigt øge den antibakterielle aktivitet af AMC.
Kilde:PubMed [6]
Hvad er applikationerne til LL-37?
Fremme knogleregenerering:
Nogle undersøgelser har vist, at det antibakterielle peptid LL-37 har en positiv effekt på knogleregenerering. Nogle undersøgelser har vist, at humane fedtafledte mesenkymale stamceller (hADSC'er) blev dyrket med forskellige koncentrationer af LL-37, og det blev fundet, at koncentrationen af LL-37 havde en indvirkning på den osteogene evne af hADSC'er og nåede en top ved 4μg/ml. Derudover viste PSeD/hADSCs/LL-37 kombinationsstilladset mere overlegne osteogene egenskaber end PSeD/hADSCs, PSeD og kontrolgruppestilladserne i calvarial defektmodellen hos rotter, hvilket indikerer et højt potentiale i klinisk knogleregenerering.
Antibakteriel effekt:
Hæmning af flere patogene bakterier:
Nogle undersøgelser brugte mikro-dobbeltfortyndingsmetoden til at bestemme den minimale hæmmende koncentration (MIC) af det antibakterielle peptid LL-37 mod Escherichia coli, Salmonella og Staphylococcus aureus. Resultaterne viste, at LL-37 havde forskellige grader af hæmmende virkninger på disse tre patogene bakterier, hvor de mindste hæmmende koncentrationer var henholdsvis 3,12, 1,56 og 0,78μg/mL. Den termiske stabilitetstest viste, at det rekombinante antibakterielle peptid stadig havde god aktivitet ved høje temperaturer. Syre-base stabilitetstestresultaterne viste, at LL-37 havde en vis aktivitet ved et pH-område på 2,0 til 12,0, med den bedste aktivitet ved en pH på 5,0 til 6,0, og -20°C er den bedste betingelse for langtidsopbevaring [3].
Effekt på antibiotika-resistente bakterier:
Nogle mennesker undersøgte den antibakterielle virkning af det antibakterielle peptid LL-37 og sølvnanopartikler (AgNP'er) mod Staphylococcus aureus (S. aureus), en mikroorganisme, der almindeligvis findes i biofilm-relaterede infektioner. Resultaterne viste, at LL-37 var det mest effektive antibakterielle middel med en reduktion i koloniantallet på mere end 4 logaritmer. I modsætning hertil var virkningerne af sølvnanopartikler og konventionelle antibiotika dårligere, med en reduktion i koloniantallet på mindre end 1 logaritme. Den antibakterielle kombinationsbehandling med rifampicin øgede signifikant den logaritmiske reduktion af AgNP'er og gentamicin, men den var stadig signifikant lavere end for LL-37 anvendt alene [4].
Anvendelse ved lungeinfektion:
Undersøgelser har vist, at Pseudomonas aeruginosa (PA) er blevet en akut udfordring for lungeinfektion og lungeskade. LL37-peptidet er et effektivt antibakterielt middel mod PA-stammer, men dets anvendelse er begrænset på grund af dets hurtige clearance in vivo, biosikkerhedsproblemer og lave biotilgængelighed. Derfor er et reducerende-følsomt albumin-baseret nanodrug-leveringssystem blevet udviklet til at forbedre ydeevnen af LL37 mod PA in vivo ved at danne intermolekylære disulfidbindinger. Kationisk LL37 kan effektivt indkapsles gennem elektrostatisk interaktion for at udøve en forbedret antibakteriel effekt. LL37-peptidet viste en vedvarende frigivelse på mere end 48 timer fra LL37-peptidnanopartiklerne (LL37 PNP), og en udvidet antibakteriel effekt blev bemærket med stigningen i inkubationstiden. I en musemodel for akut PA-lungeinfektion reducerede LL37 PNP signifikant ekspressionen af TNF-a og IL-1β og lindrede lungeskade. Det indikerer, at LL37 PNP mere effektivt kan forbedre PA-lungeinfektion og den efterfølgende inflammatoriske respons end det frie LL37-peptid [3].
Aktivering af blodpladernes antibakterielle funktion:
Undersøgelser har påpeget, at det antibakterielle peptid LL-37 kan aktivere den antibakterielle funktion af humane blodplader. Efter at blodplader er behandlet med LL-37, overfladeekspressionen af receptorer til genkendelse af mikroorganismer (Toll-lignende receptorer (TLR'er) 2 og -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P og αIIbβ3-antigener relateret til Tymphoocyting-antigener (relateret til Tymphoocyting-antigener), CD86 og HLA-ABC) øges, og antibakterielle molekyler udskilles: bakteriedræbende/permeabilitetsforøgende protein (BPI), azurocidin, humant neutrofilt peptid (HNP)-1 og myeloperoxidase. De oversætter også azurocidin og øger bindingen til Escherichia coli, Staphylococcus aureus og Candida albicans. Derudover kan supernatanten af blodplader behandlet med LL-37 hæmme væksten af Escherichia coli, eller blodplader kan bruge deres LL-37 til at hæmme mikrobiel vækst [5].
Anvendelse i lægemiddelleveringssystemer
Undersøgelser har nævnt, at antibakterielle peptider (AMP'er) er en ny klasse af biomolekyler med bredspektrede antibakterielle egenskaber og har tiltrukket sig opmærksomhed på grund af den hurtige stigning i antibiotikaresistens [6] . LL37 er det eneste cathelicidin-afledte antibakterielle peptid fundet i mennesker. Med dybdegående forskning har LL37 vist forskellige biologiske funktioner, herunder regulering af det inflammatoriske respons, kemotaksi af immunceller, fremme af sårheling og osteogenese, som har fremmet en række kliniske anvendelser. Imidlertid er den kliniske translation af LL37 begrænset af dets følsomhed over for proteasenedbrydning, potentiel toksicitet, dårlig biotilgængelighed osv. Forskellige leveringssystemer, herunder metalnanopartikler, polymermaterialer og lipidbaserede systemer, er blevet introduceret for at opnå terapeutiske anvendelser.
Som konklusion, som et multifunktionelt bioaktivt peptid, har LL-37 vist et stort potentiale i kliniske anvendelser. Med hensyn til at fremme knogleregenerering, gennem de synergistiske virkninger af flere mekanismer, såsom fremme af osteoblastdifferentiering og aktivitet, antibakterielle virkninger, immunmodulering og fremme af angiogenese, har det bragt nyt håb om reparation af knogleskade. Når man beskæftiger sig med antibiotikaresistente bakterier, ved direkte at ødelægge cellemembranen, hæmme dannelsen af biofilm og synergi med antibiotika, forventes det at blive et stærkt våben til at løse problemet med lægemiddelresistente bakterier. I lægemiddelleveringssystemer kan dets kliniske behandlingseffekt forbedres yderligere ved at designe og optimere antibakterielle peptidskabeloner, konstruere flere lægemiddelleveringssystemer og udforske den kombinerede anvendelse af lægemidler. Kort sagt har LL-37 potentiale i flere aspekter af kliniske applikationer, herunder fremme af knogleregenerering, antibakterielle virkninger, aktivering af den antibakterielle funktion af blodplader og applikationer i lægemiddelleveringssystemer.
Om forfatteren
Ovennævnte materialer er alle undersøgt, redigeret og kompileret af Cocer Peptides.
Forfatter til videnskabeligt tidsskrift
Francisco J. Sanchez-Pena er forsker ved Universidad Autonoma Benito Juarez de Oaxaca (Autonomous Benito Juarez University of Oaxaca). Etableret i 1827 er dette universitet en betydelig offentlig institution i Oaxaca, Mexico, der tilbyder en bred vifte af akademiske programmer inden for områder som naturvidenskab, ingeniørvidenskab, humaniora og samfundsvidenskab.
Francisco J. Sanchez-Penas forskning fokuserer på biokemi og molekylærbiologi, mikrobiologi og kemi. Disse discipliner involverer studiet af kemiske processer inden for organismer, molekylære strukturer og funktioner, mikrobielle egenskaber og deres interaktioner med miljøet samt sammensætning, egenskaber og omdannelsesregler for kemiske stoffer. Forskning på disse områder har betydelige anvendelser inden for medicin, landbrug, miljøvidenskab og mere. Francisco J. Sanchez-Pena er opført i referencen til citat [5].
