|
1 sett (10 hetteglass)
| Mengde: | |
|---|---|
▎ LL-37 Struktur
Kilde: PubChem |
Sekvens: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Molekylformel: C 205H 340N 60O53 Molekylvekt: 4493 g/mol CAS-nummer: 154947-66-7 PubChem CID: 16198951 Synonymer: Cathelicidin；ropocamptide |
▎ LL-37 Forskning
Hva er forskningsbakgrunnen til LL-37?
LL-37 ble først oppdaget som en klasse av kationiske små peptidsubstanser i puppene til silkeormen Samia cynthia ricini av den svenske forskeren Boman HG i 1980. LL-37 er det C-terminale peptidet (CAMP, hCAP18) av human cathelicidin antibakteriell funksjon som kan øke motstandskraften mot mikrobielle peptider, og som spiller en viktig rolle i mikrobiologisk peptid. i kjemotaksi, fremme sårlukking og angiogenese (Chen X, 2018). Antibakterielle peptider er mye tilstede i dyr, planter og en liten mengde mikroorganismer, og de er en viktig del av den medfødte immuniteten til virveldyr. Som et sekretorisk protein er LL-37 mye tilstede i flere organer og vev i menneskekroppen. Ulike celler, inkludert epitelceller, keratinocytter, mastceller, nøytrofiler, makrofager og monocytter, kan skille ut det. Det meste av denne typen antibiotika inneholder 37 - 39 'aminosyrerester' og har 0 cystein. På grunn av den sterke basiciteten ved den N-terminale posisjonen til det antibakterielle peptidet, kan det danne en stabil 'amfifil spiralstruktur'. Det antibakterielle peptidet LL-37 har også en 'amfifil α-helikal struktur'. På grunn av funksjonen til å drepe patogene bakterier, kalles det et antibakterielt peptid. '37' i navnet LL-37 kan være relatert til antall aminosyrerester. Samtidig er det også kjent som cathelicidin og ropocamptide.
Hva er virkningsmekanismen til LL-37 mot antibiotikaresistente bakterier?
Forstyrrelse av bakteriecellemembranen:
LL-37 kan settes inn i bakteriecellemembranen, spesielt ha en destruktiv effekt på cellemembranen som inneholder fosfatidylglyserol (DPPG). Det vil forstyrre strukturen til bakteriecellemembranen, og dermed utøve en bakteriedrepende effekt [1] . For eksempel har studier funnet at LL-37 kan settes inn i cellemembranene til både Gram-positive og Gram-negative bakterier, noe som fører til en økning i permeabiliteten til cellemembranen, lekkasje av celleinnhold og til slutt bakteriedød.
Bredspektret antibakteriell aktivitet:
LL-37 har antibakteriell aktivitet mot en rekke antibiotikaresistente bakterier. Det kan virke mot Gram-positive bakterier (som Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus, etc.), Gram-negative bakterier (som Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella, etc.) og andre bakterielle patogener (som Mycoaplasma, etc. ) . Denne bredspektrede antibakterielle aktiviteten gjør at LL-37 har potensiell bruksverdi i bekjempelse av ulike typer antibiotika-resistente bakterier.
Ødelegge den dannede biofilmen:
Bakteriell biofilm er en av de viktige årsakene til medikamentresistensen til patogene bakterier. Det antibakterielle peptidet LL-37 kan ødelegge den dannede biofilmen, og dermed redusere medikamentresistensen til bakterier. For eksempel, i leddproteseinfeksjonen (PJI) etter kunstig ledderstatning, gjør medikamentresistensen til patogene bakterier forårsaket av den bakterielle biofilmen behandlingen vanskelig. Imidlertid kan LL-37 spille en effektiv antibakteriell og bakteriostatisk rolle ved å hemme dannelsen av biofilmen og ødelegge den dannede biofilmen.
Forbedring av den antibakterielle aktiviteten til antibiotika:
Studier har vist at LL-37 har en synergistisk effekt med visse antibiotika. For eksempel, når det brukes i kombinasjon med amoxicillin klavulansyre (AMC), kan LL-37 sterkt øke den antibakterielle aktiviteten til AMC.
Kilde:PubMed [6]
Hva er applikasjonene for LL-37?
Fremme beinregenerering:
Noen studier har vist at det antibakterielle peptidet LL-37 har en positiv effekt på beinregenerering. Noe forskning har vist at humane fettavledede mesenkymale stamceller (hADSCs) ble dyrket med forskjellige konsentrasjoner av LL-37, og det ble funnet at konsentrasjonen av LL-37 hadde en innvirkning på den osteogene evnen til hADSCs, og nådde en topp ved 4μg/ml. I tillegg viste PSeD/hADSCs/LL-37 kombinasjonsstillaset mer overlegne osteogene egenskaper enn PSeD/hADSCs, PSeD og kontrollgruppestillasene i calvarial defektmodellen hos rotter, noe som indikerer et høyt potensial i klinisk beinregenerering.
Antibakteriell effekt:
Hemming av flere patogene bakterier:
Noe forskning brukte mikro-dobbeltfortynningsmetoden for å bestemme den minste hemmende konsentrasjonen (MIC) av det antibakterielle peptidet LL-37 mot Escherichia coli, Salmonella og Staphylococcus aureus. Resultatene viste at LL-37 hadde ulik grad av hemmende effekter på disse tre patogene bakteriene, med minimum hemmende konsentrasjoner på henholdsvis 3,12, 1,56 og 0,78μg/mL. Den termiske stabilitetstesten viste at det rekombinante antibakterielle peptidet fortsatt hadde god aktivitet ved høye temperaturer. Syre-base stabilitetstestresultatene viste at LL-37 hadde viss aktivitet ved et pH-område på 2,0 til 12,0, med den beste aktiviteten ved en pH på 5,0 til 6,0, og -20°C er den beste betingelsen for langtidslagring [3].
Effekt på antibiotikaresistente bakterier:
Noen mennesker studerte den antibakterielle effekten av det antibakterielle peptidet LL-37 og sølvnanopartikler (AgNPs) mot Staphylococcus aureus (S. aureus), en mikroorganisme som vanligvis finnes i biofilmrelaterte infeksjoner. Resultatene viste at LL-37 var det mest effektive antibakterielle midlet, med en reduksjon i koloniantallet på mer enn 4 logaritmer. Derimot var effekten av sølvnanopartikler og konvensjonelle antibiotika dårligere, med en reduksjon i koloniantallet på mindre enn 1 logaritme. Den antibakterielle kombinasjonsbehandlingen med rifampicin økte den logaritmiske reduksjonen av AgNP og gentamicin signifikant, men den var fortsatt betydelig lavere enn for LL-37 brukt alene [4].
Bruk ved lungeinfeksjon:
Studier har vist at Pseudomonas aeruginosa (PA) har blitt en akutt utfordring for lungeinfeksjon og lungeskade. LL37-peptidet er et effektivt antibakterielt middel mot PA-stammer, men dets anvendelse er begrenset på grunn av dets raske clearance in vivo, biosikkerhetsproblemer og lav biotilgjengelighet. Derfor er det utviklet et reduserende-sensitivt albuminbasert nanodrug-leveringssystem for å forbedre ytelsen til LL37 mot PA in vivo ved å danne intermolekylære disulfidbindinger. Kationisk LL37 kan effektivt innkapsles gjennom elektrostatisk interaksjon for å utøve en forbedret antibakteriell effekt. LL37-peptidet viste en vedvarende frigjøring på mer enn 48 timer fra LL37-peptidnanopartikler (LL37 PNP), og en utvidet antibakteriell effekt ble notert med økningen i inkubasjonstiden. I en musemodell av akutt PA-lungeinfeksjon reduserte LL37 PNP signifikant uttrykket av TNF-α og IL-1β og lindret lungeskade. Det indikerer at LL37 PNP mer effektivt kan forbedre PA-lungeinfeksjon og den påfølgende inflammatoriske responsen enn det frie LL37-peptidet [3].
Aktivering av den antibakterielle funksjonen til blodplater:
Studier har påpekt at det antibakterielle peptidet LL-37 kan aktivere den antibakterielle funksjonen til menneskelige blodplater. Etter at blodplater er behandlet med LL-37, vil overflateekspresjonen av reseptorer for gjenkjenne mikroorganismer (Toll-lignende reseptorer (TLRs) 2 og -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P og αIIbβ3-integriner relatert til Tymphoocyting-antigener (relatert til T80-celler) CD86 og HLA-ABC) økes, og antibakterielle molekyler skilles ut: bakteriedrepende/permeabilitetsøkende protein (BPI), azurocidin, humant nøytrofilt peptid (HNP)-1 og myeloperoksidase. De oversetter også azurocidin og øker bindingen til Escherichia coli, Staphylococcus aureus og Candida albicans. I tillegg kan supernatanten av blodplater behandlet med LL-37 hemme veksten av Escherichia coli, eller blodplater kan bruke deres LL-37 til å hemme mikrobiell vekst [5].
Anvendelse i medikamentleveringssystemer
Studier har nevnt at antibakterielle peptider (AMP) er en ny klasse av biomolekyler med bredspektrede antibakterielle egenskaper og har vakt oppmerksomhet på grunn av den raske økningen i antibiotikaresistens [6] . LL37 er det eneste katelicidin-avledede antibakterielle peptidet som finnes hos mennesker. Med dyptgående forskning har LL37 vist ulike biologiske funksjoner, inkludert regulering av inflammatorisk respons, kjemotaksi av immunceller, fremme sårheling og osteogenese, som har oppmuntret til en rekke kliniske anvendelser. Imidlertid er den kliniske oversettelsen av LL37 begrenset av dens følsomhet for proteasenedbrytning, potensiell toksisitet, dårlig biotilgjengelighet, etc. Ulike leveringssystemer, inkludert metallnanopartikler, polymermaterialer og lipidbaserte systemer, har blitt introdusert for å oppnå terapeutiske anvendelser.
Som konklusjon, som et multifunksjonelt bioaktivt peptid, har LL-37 vist stort potensial i kliniske applikasjoner. Når det gjelder å fremme beinregenerering, gjennom de synergistiske effektene av flere mekanismer som å fremme osteoblastdifferensiering og aktivitet, antibakterielle effekter, immunmodulering og fremme angiogenese, har det brakt nytt håp for reparasjon av beinskader. Når man arbeider med antibiotikaresistente bakterier, ved direkte å ødelegge cellemembranen, hemme dannelsen av biofilmer og synergisere med antibiotika, forventes det å bli et kraftig våpen for å løse problemet med medikamentresistente bakterier. I medikamentleveringssystemer, ved å designe og optimalisere antibakterielle peptidmaler, konstruere flere medikamentleveringssystemer og utforske den kombinerte bruken av medikamenter, kan dens kliniske behandlingseffekt forbedres ytterligere. Kort sagt, LL-37 har potensial i flere aspekter av kliniske applikasjoner, inkludert fremme av beinregenerering, antibakterielle effekter, aktivering av den antibakterielle funksjonen til blodplater og applikasjoner i medikamentleveringssystemer.
Om forfatteren
De ovennevnte materialene er alle undersøkt, redigert og kompilert av Cocer Peptides.
Forfatter av vitenskapelig tidsskrift
Francisco J. Sanchez-Pena er forsker ved Universidad Autonoma Benito Juarez de Oaxaca (Autonomous Benito Juarez University of Oaxaca). Etablert i 1827, er dette universitetet en betydelig offentlig institusjon i Oaxaca, Mexico, og tilbyr et bredt spekter av akademiske programmer innen felt som naturvitenskap, ingeniørfag, humaniora og samfunnsvitenskap.
Francisco J. Sanchez-Penas forskning fokuserer på biokjemi og molekylærbiologi, mikrobiologi og kjemi. Disse disiplinene involverer studiet av kjemiske prosesser i organismer, molekylære strukturer og funksjoner, mikrobielle egenskaper og deres interaksjoner med miljøet, samt sammensetning, egenskaper og transformasjonsregler for kjemiske stoffer. Forskning på disse områdene har betydelige anvendelser innen medisin, landbruk, miljøvitenskap og mer. Francisco J. Sanchez-Pena er oppført i referansen til sitat [5].
