Antimicrobial peptides (AMPs) have been explored as promising candidates for treatment of skin wounds, because of their antimicrobial activities against skin pathogenic microorganisms and wound closure activity. However, their clinical and commercial developments still have some limitations, such as toxicity, low activity and stability in vivo. Here we developed salt-resistant AMPs as potent topical agents for skin wounds. Among the peptides, a 19-amino acid peptide (NKC) showed broad-spectrum antimicrobial activities in vitro against skin pathogenic microorganisms under a physiological condition. In addition, NKC elicited stronger wound closure activity than human cathelicidin AMP, LL-37 in vitro by inducing HaCaT cell migration, which was shown to progress via transactivation of the epidermal growth factor receptor. In vivo analysis revealed that NKC treatment accelerated closure of full-thickness excisional wounds in mice. Moreover, NKC effectively countered S. aureus infection and enhanced wound closure in S. aureus-infected murine wounds without the toxic side effects. These results indicate that NKC has a great potential as a topical agent for treatment of skin wounds.
피부는 외부 자극에 대한 물리적 방어벽으로써, 미생물 감염 및 창상을 포함한 다양한 외부 손상으로부터 우리를 보호하는 역할을 한다. 하지만, 이러한 피부에 손상이 생겨 미생물이 감염되게 되면, 미생물로부터 다양한 효소 및 독성물질이 나와 외상 치료가 더뎌지게 되는 문제점이 발생한다. 이 같은 문제점을 해결하기 위해 클로람페니콜, 젠타마이신, 네오마이신 등과 같은 다양한 화학 항생제들이 외상 치료제 시장을 장악하고 있지만, 이들 화학 항생제에 내성을 가지는 미생물들의 출현으로 새로운 외상 치료제의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
이에 대한 대안으로, 본 연구에서는 항균 펩타이드를 차세대 외상 치료제로 이용하기 위한 연구를 진행하였다. 항균 펩타이드는 지구상 대부분의 생명체에 존재하는 선천적 항균 물질로, 화학 항생제와는 구분되는 항생 작용 기작으로 인해 항생제 내성 균주를 유발하지 않는다는 장점을 가지고 있다. 또한 최근 연구 결과 추가적으로 검증된 이들의 세포 재생력은 항균 펩타이드를 차세대 외상 치료제로 이용하는 데 대한 높은 가능성을 제공한다. 하지만, 항균 펩타이드의 약한 항균력, 세포 내 낮은 안정성 및 높은 세포 독성은 이들을 차세대 외상 치료제 신약으로 개발하는데 문제점이 되고 있기에, 이를 해결 하기 위한 방법으로 본 연구에서는 세포 내 환경에서도 기존 항생제와 유사한 강력한 항균력 및 세포 재생력을 유지하고 세포 독성이 없는 신규 항균 펩타이드, NKC를 개발하였다.
NKC는 19개의 아미노산으로 이루어진 항균 펩타이드로써, 생체 내 in vitro 환경에서 기존의 화학 항생제에 버금가는 강력한 항균력을 보여줌과 동시에 control 대비 4배이상의 높은 세포재생 효과를 보여주었다. 이 같은 항균 및 세포 재생 효과는 in vivo 쥐 모델을 통해서도 확인되었으며, NKC의 강력한 효과의 원인을 확인 하기 위해 NKC의 세포재생 작용 기작을 분석한 결과, NKC가 Epidermal growth factor receptor(EGFR)를 통해 세포재생을 일으킨다는 것을 확인하였다. 또한 다양한 동물피부모델에서 독성을 유발하지 않는 것 역시 추가적인 독성 시험 결과로 검증되었다.
이처럼 생체 내 강력한 항균o세포재생 효과 및 피부에 무독성한 특성을 가지는 항균 펩타이드, NKC는 항생제 내성으로 문제시 되었던 기존 외상 치료제 시장을 대체할 수 있는 신규 물질로써, 항균 펩타이드를 사업화 시키는 데 의미 있는 발판을 제공하게 될 것이다.
