KR20180064585A - Antimicrobial nano-complex, and uses thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to: an antimicrobial nano structure, which comprises: gold nanoparticles, an aptamer bonded to the surface of the gold nanoparticles and antimicrobial nano structure comprising antimicrobial peptides (AMPs) bound to the aptamer; a manufacturing method thereof; and an antimicrobial composition comprising the same, wherein the nano structure specifically binds to an antimicrobial peptide to be delivered by various tagged platamers or antimicrobial peptide-specific aptamers bound to gold nanoparticles to effectively deliver the antimicrobial peptide into cells, and uses the gold nanoparticles having very low cytotoxicity to be harmless to the human body, thereby being useful for antibacterial uses.

Description

항균용 나노 구조체 및 이의 용도 {Antimicrobial nano-complex, and uses thereof}Antimicrobial nanostructures and uses thereof < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 항균용 나노 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 항균용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 금 나노입자에 다양한 tag의 압타머 또는 항균 펩타이드 특이적 압타머를 결합하여 세포 내로 펩타이드의 전달능이 향상된 항균용 나노 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an antibacterial nanostructure, a method for producing the antibacterial nanostructure, and a composition for antibacterial use comprising the antibacterial nanostructure. Specifically, the antibacterial nanostructure comprises an antimicrobial peptide- To an improved antibacterial nanostructure and a method for producing the same.

병원내 감염의 발생 빈도 증가 및 다제-내성 박테리아의 확산은 글로벌 건강을 위협하고 의료 시스템에 부담을 주고 있다. 특히, 숙주 세포 내 잔류하는 박테리아는 항균 화합물을 감염된 숙주 세포로 흡수하지 못하도록 하여, 상기 화합물의 치료 효과를 상당히 감소시킨다. 그러므로 이와 같은 박테리아 내성 발생의 전반적인 급격한 상승에 따라, 신규한 치료 전략의 필요성은 명백하며, 이는 항균 화합물의 새로운 클래스 및 효율적인 세포 내 약물 전달 시스템에 의해 수행될 수 있다.Increased frequency of infection in hospitals and the spread of multidrug-resistant bacteria are threatening global health and burdening the healthcare system. In particular, the bacteria remaining in the host cell prevent the antimicrobial compound from being absorbed by the infected host cell, thereby significantly reducing the therapeutic effect of the compound. Therefore, in view of the overall sharp increase in the occurrence of such bacterial resistance, the need for a novel therapeutic strategy is evident, which can be performed by a new class of antimicrobial compounds and an efficient intracellular drug delivery system.

한편, 많은 세포 내 병원성 세균 중에서, 살모넬라 (Salmonella) 감염이 주요 공중 보건 관심사이며, 이는 살모넬라가 사람과 동물 모두에 영향을 미치는 주요 장내 병원성 질환이기 때문이다. 특히, 살모넬라 엔테리카 혈청형 티피뮤리움 (S. Typhimurium)은 본 속 (genus)에서 가장 특징적인 균주에 해당하며, 상기 병원체는 다형핵백혈구 (polymorphonuclear leukocyte)가 장내 단일층을 지나 궁극적으로 전신성 사이트에 접근할 수 있는 장내 상피로 침투할 수 있는 물리적 이동을 위하여, 장관 (intestinal tract)에 집락을 이루고, 상피세포 폐쇄소대 (epithelial tight junction) 무결성을 충분히 조절한다. 현재, 비록 항생제가 침습성 살모넬라 감염의 치료에 사용되고 있으나, 다제-내성 (multi-durg resistance, MDR)은 여전히 주요 관심사이다.On the other hand, among many intracellular pathogenic bacteria, Salmonella infection is a major public health concern because Salmonella is a major enteric pathogenic disease affecting both humans and animals. In particular, S. typhimurium, the serotype of S. typhimurium, is the most characteristic strain in the genus, and the pathogen is a polymorphonuclear leukocyte that passes through the intestinal monolayer and ultimately enters the systemic site , It colonizes the intestinal tract and adequately controls the integrity of the epithelial tight junctions for physical movement that can penetrate into the intestinal epithelium that can access the epithelium. Currently, although antibiotics are being used to treat invasive Salmonella infections, multi-durg resistance (MDR) remains a major concern.

항균 화합물의 많은 새로운 클래스들이 다제-내성 (MDR) 세균을 치료하기 위해 개발되고 있으며, 그 중에서도, 항균 펩타이드 (AMPs)가 넓은 활성 범위 및 표적 세포에 의한 저항성 감소에 따라 유망한 약물 후보로 간주되고 있다. 자연계에 존재하는 많은 종류의 생물체들이 생체적 방어 시스템의 일환으로 항균 펩타이드를 체내외로 생산한다. 이러한 항균 펩타이드들은 일반적인 단백질에 비해 비교적 짧은 아미노산 서열 (10 여개에서 100 여개)로 이루어져 있으며, 알짜 전하 (net charge)가 +2에서 +9 정도를 띠고 있다. 단, 세포 생물체에서 인간에 이르는 거의 모든 생명체가 만들어 내는 일련의 항균 펩타이드들은 현재 전 세계 연구자들에 의하여 Magainin, Cecropin, Defensin, Buforin, Protegrin, Tachyplesin을 비롯한 300종 이상이 발견되었으며, 그람 양성균 (Gram +), 그람 음성균 (Gram -)과 진균류 (fungi), 암세포 (tumor cell)에 이르기까지 폭넓은 항균활성을 나타내는 펩타이드이다. 진핵 다세포 생물에서 발견되는 항균펩타이드들은 알파 헬릭스 (alpha-helix), 베타 시트 (beta-sheet) 또는 무작위 코일 (random coil) 구조를 가지고 있다. Many new classes of antimicrobial compounds are being developed to treat multidrug-resistant (MDR) bacteria, among which antimicrobial peptides (AMPs) are regarded as promising drug candidates due to their wide activity range and reduced resistance by target cells . Many types of organisms present in the natural world produce antimicrobial peptides outside the body as part of a biological defense system. These antimicrobial peptides are composed of relatively short amino acid sequences (from about 10 to about 100 amino acid residues) and have a net charge of +2 to +9. However, more than 300 species, including Magainin, Cecropin, Defensin, Buforin, Protegrin, and Tachyplesin, have been discovered by researchers around the world, and a series of antimicrobial peptides produced by almost all living organisms, +), Gram-negative bacteria (Gram-), fungi, and tumor cells. Antimicrobial peptides found in eukaryotic multicellular organisms have alpha-helix, beta-sheet or random coil structures.

일반적인 항균 펩타이드들의 작용 기작을 보면 이들 펩타이드가 세포막에 결합하면 세포막에 이온채널 (ion channel)을 형성하여 미생물의 에너지 생성을 저해하거나, 세포막에 큰 구멍을 만들게 되어 결과적으로 세포가 죽게 된다. 이와 같이 짧은 시간 내에 비특이적이면서 효과적인 물리적 방법으로 세포막을 파괴하는 작용기작을 가지고 있어서, 미생물의 세포벽이나 세포내 고분자 합성을 저해하는 기존의 항생제들과는 달리 미생물들이 항균 펩타이드에 대한 내성을 갖게 되기는 매우 어려우며, 현재까지도 항균펩타이드에 의해서는 내성이 생기지 않는 것으로 보고되어 왔다. 이러한 항균 펩타이드들의 생체 내외의 발현은 항시적인 경우도 있으며, 내재성 면역 (innate immune)을 자극하는 염증유발성 싸이토카인들, 세균들, 그리고 지질다당류 (lipopolysaccharides, LPS) 같은 세균 유래 물질에 의해서 유도되기도 한다.When these peptides bind to the cell membrane, they form an ion channel in the cell membrane to inhibit the energy production of the microorganism, or to make a large hole in the cell membrane, resulting in death of the cell. Unlike conventional antibiotics, which inhibit the cell wall and the synthesis of intracellular polymers, the microorganisms are very resistant to antimicrobial peptides because they have a mechanism of destroying the cell membrane by a nonspecific and effective physical method in a short time, To date, antimicrobial peptides have been reported not to produce resistance. The expression of these antimicrobial peptides in vivo or in vitro may be continuous, induced by bacterium-derived substances such as inflammatory cytokines, bacteria, and lipopolysaccharides (LPS) that stimulate innate immune responses do.

또한, 항균 펩타이드의 작용 메커니즘은 지질다당류 (lipopolysaccaride) 및 리포테이코산 (lipoteichoic acid)과 항균 펩타이드의 결합, 기공 형성 또는 다른 프로세스를 통한 후속 막 파괴를 포함하는 것으로 생각된다. 이때, 세균의 세포막은 포스파티딜글리세롤 및 포스파티딜에탄올아민으로 구성되고, 음으로 대전되는데, 항균 펩타이드의 양으로 하전된 아미노산 잔기는 그 표면에 노출된 음전하를 통해 미생물과 정전기적 상호작용을 매개하는 것으로 생각된다. 이것이 항균 펩타이드 2차 구조를 변경할 수 있으며, 그들의 항균 효과를 촉진할 수 있다.In addition, the mechanism of action of the antimicrobial peptides is believed to include binding of the lipopolysaccaride and lipoteichoic acid to the antimicrobial peptide, pore formation, or subsequent membrane break through other processes. In this case, the bacterial cell membrane is composed of phosphatidylglycerol and phosphatidylethanolamine, and is negatively charged. The amino acid residue charged by the amount of the antibacterial peptide mediates the electrostatic interaction with the microorganism through the negative charge exposed on the surface thereof do. This can alter the secondary structure of the antimicrobial peptide and promote their antimicrobial effect.

그러나, 임상에 있어서 항균 펩타이드의 응용은 효과적인 전달 시스템의 부족에 의해 방해되어왔다. 항균 펩타이드는 감염 부위에 도달하기도 전에 분해되어 경구 투여가 불가능하며, 숙주 면역 체계가 신속하게 이를 식별하고 면역 대상으로 하기 때문에, 항균 펩타이드의 전신성 전달 또한 도전이다. 이러한 이유로, 치료 효과를 달성하기 위해서는 엄청난 비용과 보다 중요하고 심각한 부작용을 일으킬 수도 있는, 높은 항균 펩타이드 복용량이 요구된다.However, the application of antimicrobial peptides in clinical practice has been hampered by the lack of an effective delivery system. Systemic delivery of antimicrobial peptides is also challenging because antimicrobial peptides are degraded prior to reaching the site of infection and can not be administered orally, and the host immune system is rapidly identified and subject to immunity. For this reason, high antimicrobial peptide dosages are required, which can result in significant cost and more serious and serious side effects to achieve a therapeutic effect.

지난 십년 동안, 연구자들은 항균 펩타이드의 전달을 위하여 리포좀, 키토산, 폴리 (lactide-co-glycolic acid) (PLGA)-나노-파티클, 및 유산균을 연구하였다. 그러나, 이러한 분자들은 AMPs를 로딩하기 위한 복잡성 및 내재 세포 독성에 의한 제한이 존재한다. 따라서, 세포 독성 없이 포유동물 생명체로 재조합 단백질을 쉽고 효율적으로 전달하기 위한 구조체에 대한 연구가 시급한 실정이다 (한국공개특허 제10-2013-0118518 참조). Over the past decade, researchers have studied liposomes, chitosan, lactide-co-glycolic acid (PLGA) -nano-particles, and lactic acid bacteria for the delivery of antimicrobial peptides. However, these molecules have limitations due to complexity and intrinsic cytotoxicity for loading AMPs. Therefore, there is an urgent need to study a structure for easily and efficiently delivering recombinant proteins to mammalian life forms without cytotoxicity (see Korean Patent Publication No. 10-2013-0118518).

본 발명은 상기와 같은 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명자들은 세포 독성 없이 포유동물 생명체로 재조합 단백질을 쉽고 효율적으로 전달하기 위한 구조체를 연구하던 중, 금 나노입자-DNA 압타머 (AuNP-Apt) 복합체-기반 전달 시스템을 발견하고 본 발명을 완성하였다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems in the prior art. The present inventors have studied a structure for easily and efficiently delivering a recombinant protein to a mammalian organism without cytotoxicity, and a gold nanoparticle- (AuNP-Apt) complex-based delivery system and completed the present invention.

이에, 본 발명의 목적은 금 나노입자, 상기 금 나노입자의 표면에 결합되는 압타머 (Aptamer), 및 상기 압타머에 결합되는 항균 펩타이드 (AMPs)로 이루어지는 나노 구조체를 포함하는 항균용 조성물 및 상기 나노구조체의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an antimicrobial composition comprising a nanostructure comprising gold nanoparticles, an Aptamer bonded to the surface of the gold nanoparticles, and an antimicrobial peptide (AMPs) And a method for producing the nanostructure.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금 나노입자, 상기 금 나노입자의 표면에 결합되는 압타머 (Aptamer), 및 상기 압타머에 결합되는 항균 펩타이드 (AMPs)로 이루어지는 나노 구조체를 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a nanostructure comprising gold nanoparticles, an Aptamer bonded to the surface of the gold nanoparticles, and an antimicrobial peptide (AMPs) And an antimicrobial composition.

본 발명의 일 구현예로, 상기 나노 구조체는 나노입자는 10-20 nm의 크기를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the nanostructure may have a size of 10-20 nm.

본 발명의 다른 구현예로, 상기 압타머는 표지물질 (tag)로 표지될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the aptamer can be labeled with a label.

본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 항균 펩타이드는 표지물질 (tag)로 표지될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the antimicrobial peptide may be labeled with a label.

본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 압타머는 상기 표지물질에 특이적으로 결합할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the aptamer can specifically bind to the labeling substance.

본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 표지물질은 히스티딘 (His)일 수 있다. In another embodiment of the present invention, the labeling substance may be histidine (His).

또한, 본 발명은 금 나노입자와 압타머 (Aptamer)를 결합시키는 단계, 및 상기 압타머에 항균 펩타이드 (AMPs)를 결합시키는 단계를 포함하는, 나노 구조체 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a nanostructure comprising the steps of binding gold nanoparticles and an aptamer, and binding the antimicrobial peptide (AMPs) to the abtamer.

본 발명은 금 나노입자, 상기 금 나노입자의 표면에 결합되는 압타머 (Aptamer), 및 상기 압타머에 결합되는 항균 펩타이드 (AMPs)를 포함하는 항균용 나노 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 항균용 조성물에 관한 것으로, 상기 나노 구조체는 금 나노입자에 결합한 다양한 tag의 압타머 또는 항균 펩타이드 특이적 압타머가 전달하고자 하는 항균 펩타이드에 특이적으로 결합하여 세포 내로 항균 펩타이드를 효과적으로 전달할 수 있고, 매우 적은 세포독성을 갖는 금 나노입자를 이용하여 인체에 무해한바, 항균 용도로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to an antimicrobial nanostructure comprising gold nanoparticles, an Aptamer bonded to the surface of the gold nanoparticles, and an antimicrobial peptide (AMPs) bound to the antimicrobial tamper, a method for producing the same, Wherein the nanostructure is specifically bound to an antimicrobial peptide to be delivered by various tagged platamers or antimicrobial peptide-specific aptamers bound to gold nanoparticles so that the antimicrobial peptide can be effectively delivered into cells, The gold nanoparticles having cytotoxicity are harmless to the human body and are expected to be useful for antibacterial use.

도 1은 금 나노입자-압타머His에 로딩된 AMPHis 및 이에 따른 살모넬라-감염 포유동물 세포로의 AMPHis 전달 과정에 대한 개략적인 모식도이다.
도 2a는 matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) 질량 분광 분석을 이용하여 합성 항균 펩타이드 A3-APO 및 A3-APOHis의 질량을 분석한 도이다.
도 2b는 HeLa 세포에서 AMP 및 AMPHis의 세포 독성을 나타낸 도이다.
도 2c는 금 나노입자-압타머His 복합체의 로딩 용량을 나타낸 도이다.
도 3은 면역 및 공초점 레이저 주사 현미경 분석을 통하여 금 나노입자-압타머His의 항균 펩타이드 전달능을 확인하는 도이다.
도 4는 A3-APO 및 A3-APOHis 펩타이드의 원편광이색성 (Circular dichroism, CD) 스펙트럼을 확인한 도이다.
도 5는 A3-APO 및 A3-APOHis 펩타이드의 막 탈분극을 확인한 도이다.
도 6은 SYTOX Green 염색을 통하여 A3-APO 및 A3-APOHis 펩타이드의 살모넬라 균 세포막 파괴를 확인한 도이다.
도 7은 GUVs (PE/PG, m/m)에 미치는 A3-APO 및 A3-APOHis 펩타이드의 효과를 나타내는 도이다.
도 8a는 인공 거대 단계 (unilineal) 소포체의 작용 기작 (mode of action)을 나타낸 도이다.
도 8b는 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포를 SEM 현미경으로 관찰한 도이다.
도 9는 살모넬라 생균 세포수 측정을 통하여, 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 HeLa 세포에 대한 금 나노입자-압타머-AMP 복합체의 항균 효과를 확인한 도이다.
도 10a는 HeLa 세포에서 세포 내 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)의 성장에있어 금 나노입자-압타머His에 로딩된 A3-APO의 효과를 나타낸 도이다.
도 10b는 혈청에서 A3-APO, 및 A3-APOHis와 금 나노입자-압타머His 간 결합의 안정성을 나타낸 도이다.
도 11은 생존 HeLa 세포수 측정을 통하여, 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 HeLa 세포에 대한 금 나노입자-압타머-AMP 복합체의 항균 효과를 확인한 도이다.
도 12는 마우스에서 금 나노입자-압타머-AMP 복합체를 통하여 세포 내로 전달된 항균 펩타이드 (AMPs)를 시각화한 도이다.
도 13은 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 마우스의 생존기간 및 생존율을 통하여, 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 마우스에 대한 금 나노입자-압타머-AMP 복합체의 항균 효과를 확인한 도이다.
도 14는 장간막 림프절 (MLNc), 비장 (Spleen), 및 간 (Liver)에서 생존 가능한 박테리아 수 측정을 통하여, 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 마우스에 대한 금 나노입자-압타머-AMP 복합체의 항균 효과를 확인한 도이다.
도 15는 비브리오 불니피쿠스 (V. vulnificus)-감염 마우스의 생존기간 및 생존율을 통하여, 비브리오 불니피쿠스 (V. vulnificus)-감염 마우스에 대한 금 나노입자-압타머-AMP 복합체의 항균 효과를 확인한 도이다.
1 is a gold nanoparticle-a simplified schematic diagram of the His AMP pathway of infection in a mammalian cell-aptamer loaded on His His AMP and thus according Salmonella.
FIG. 2A is an analysis of the masses of synthetic antimicrobial peptides A3-APO and A3-APO His using matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) mass spectrometry.
2B is a graph showing cytotoxicity of AMP and AMP His in HeLa cells.
FIG. 2C is a graph showing the loading capacity of the gold nanoparticle-platemarin His complex. FIG.
FIG. 3 is a graph showing the antimicrobial peptide transporting ability of the gold nanoparticle-plastomer His through immunoassay and confocal laser scanning microscopic analysis.
FIG. 4 shows a circular dichroism (CD) spectrum of A3-APO and A3-APO His peptides.
FIG. 5 is a view showing the membrane depolarization of A3-APO and A3-APO His peptides.
FIG. 6 shows the breakdown of Salmonella cell membrane of A3-APO and A3-APO His peptides through SYTOX Green staining.
FIG. 7 shows the effect of A3-APO and A3-APO His peptides on GUVs (PE / PG, m / m).
Figure 8a is a diagram showing the mode of action of an artificial giant unilinear endoplasmic reticulum.
8B is a SEM micrograph of the S. typhimurium cells.
FIG. 9 shows antimicrobial effect of gold nanoparticle-platamater-AMP complex on S. typhimurium-infected HeLa cells through measurement of viable cell count of Salmonella.
Figure 10a is in the growth of the Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) cells from the HeLa cells with gold nanoparticles - a diagram showing the effect of the APO-A3 loaded in the aptamer His.
Figure 10b A3-APO, and APO His-A3 and gold particles in serum - a diagram showing the stability of the bond between the aptamer His.
FIG. 11 is a graph showing the antimicrobial effect of the gold nanoparticle-plastomer-AMP complex against S. typhimurium-infected HeLa cells through measurement of the number of viable HeLa cells.
Figure 12 is a visualization of antimicrobial peptides (AMPs) delivered into cells through a gold nanoparticle-platamater-AMP complex in mice.
13 is a Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) - the antimicrobial effect of the aptamer complexes -AMP - via the survival time and survival rate of infected mice, Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) - gold particles on the infected mice It is also confirmed.
Figure 14 shows the results of a gold nanoparticle-platamer-AMP for S. typhimurium-infected mice through the measurement of viable bacterial counts in mesenteric lymph nodes (MLNc), Spleen, and Liver. The antimicrobial effect of the complex was confirmed.
15 is Vibrio vulnificus (V. vulnificus) - the antimicrobial effect of the aptamer complexes -AMP - via the survival time and survival rate of infected mice, Vibrio vulnificus (V. vulnificus) - gold particles on the infected mice It is also confirmed.

본 발명자들은, 금 나노입자-압타머 복합체가 낮은 독성과 높은 항균 펩타이드 (AMPs)의 전달 효율을 보이는 점에 기반하여 상기 금 나노입자-압타머-AMPs의 항균/살균 효과 등을 구체적으로 확인하고, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.Based on the fact that the gold nanoparticle-platemater complex exhibits low toxicity and high efficiency of delivery of antimicrobial peptides (AMPs), the present inventors have specifically confirmed the antimicrobial / sterilizing effect of the gold nanoparticle-abatumer-AMPs , Thereby completing the present invention.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 금 나노입자, 상기 금 나노입자의 표면에 결합되는 압타머 (Aptamer), 및 상기 압타머에 결합되는 항균 펩타이드 (AMPs)로 이루어지는 나노 구조체를 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.The present invention provides an antimicrobial composition comprising a nanostructure comprising gold nanoparticles, an Aptamer bonded to the surface of the gold nanoparticles, and an antimicrobial peptide (AMPs) bonded to the electrode.

본 발명에서 "나노입자 (nanoparticle)"란, 나노 단위의 직경을 가지는 다양한 물질의 입자를 의미하며, 상기 나노입자는 나노 크기를 갖는 입자라면 특별히 제한되지는 않는다.The term "nanoparticle" in the present invention means particles of various materials having a diameter of nano unit, and the nanoparticles are not particularly limited as long as they are nanoparticles.

본 발명에서 "금 나노입자"란, 나노 단위의 직경을 가지는 금의 금속입자를 의미하며, 이러한 작은 입자 크기는 본 발명의 나노입자가 목적의 세포 (예컨대, 인간 세포)로 침투하는 것을 용이하게 하여 세포 내에 단백질 전달체의 침투를 가능하게 한다.The term "gold nanoparticles" in the present invention means metal particles of gold having a diameter of nano unit, and such small particle size facilitates penetration of the nanoparticles of the present invention into cells of interest (for example, human cells) To allow penetration of the protein carrier into the cell.

금 나노입자는 안정한 입자의 형태로 제조가 쉬울 뿐만 아니라 0.8 nm에서 200 nm까지 다양하게 사용 목적에 맞추어 크기를 변화시킬 수 있다. 또한, 금은 다양한 종류의 분자들, 예컨대 펩타이드, 단백질, 핵산 등과 함께 결합하여 구조를 변형시킬 수 있고, 다양한 파장에서 빛에 반사하는바, 이를 이용해 세포 내에서의 위치를 쉽게 확인할 수 있다. 더욱이, 금 나노입자는 망간, 알루미늄, 카드늄, 납, 수은, 코발트, 니켈, 베릴륨 등의 중금속과 달리 인체에 무해하여 높은 생체친화성을 가지며, 매우 적은 세포 독성을 가지는 장점이 있다.Gold nanoparticles are not only easy to manufacture in the form of stable particles, but they can also be varied in size from 0.8 nm to 200 nm to suit their application. In addition, gold can be combined with various kinds of molecules such as peptides, proteins, nucleic acids, etc. to change its structure and reflects light at various wavelengths, so that its position in a cell can be easily confirmed. Furthermore, gold nanoparticles are harmless to human body, unlike heavy metals such as manganese, aluminum, cadmium, lead, mercury, cobalt, nickel, and beryllium, and have high biocompatibility and have very little cytotoxicity.

금 나노입자는 직경이 100 nm 이상으로 커질 경우 나노 입자로서의 특성이 소멸될 뿐 아니라, 나노 물질의 특성이 없는 금 표면과 티올기 등의 작용기와의 결합이 약해지고, 직경이 10-20 nm 이외의 금 나노 입자는 세포독성을 유발하기 때문에, 본 발명의 금 나노입자는 직경은 10~20 nm의 크기를 가지는 것이 바람직하다.When the diameter of the gold nanoparticles is more than 100 nm, the nanoparticles lose their properties and the bond between the gold surface and the functional groups such as the thiol group becomes weaker than the nanomaterial, Since the gold nanoparticles induce cytotoxicity, the gold nanoparticles of the present invention preferably have a diameter of 10 to 20 nm.

본 발명에서, "압타머 (Aptamer)"란 그 자체로 안정된 삼차구조를 가지면서 표적분자에 높은 친화성과 특이성으로 결합할 수 있는 특징을 가진 단일가닥 핵산 (DNA, RNA 또는 변형핵산)을 의미하며, SELEX (Systematic Evolution of Ligands of Exponential enrichment)라는 방법으로 원하는 다양한 목적 물질 (단백질, 당, 염색 물질, DNA, 금속이온, 세포 등)에 대한 압타머를 개발할 수 있다.In the present invention, "Aptamer " means a single-stranded nucleic acid (DNA, RNA or modified nucleic acid) having a stable tertiary structure and capable of binding with high affinity and specificity to a target molecule , And SELEX (Systematic Evolution of Ligands of Exponential Enrichment) can be developed for various desired target substances (proteins, saccharides, dyes, DNAs, metal ions, cells, etc.).

본 발명에서 "항균 펩타이드"란, 자연계에 존재하는 많은 종류의 생물체들이 생체적 방어 시스템의 일환으로 생산하는 펩타이드를 의미하나, 인위적인 방법으로 생산할 수도 있으며, 이러한 항균 펩타이드들은 일반적인 단백질에 비해 비교적 짧은 아미노산 서열 (10 여개에서 100 여개)로 이루어져 있고, 어떠한 종류도 사용할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다.The term "antimicrobial peptide " in the present invention means a peptide produced by many kinds of living organisms in nature as part of a biological defense system, but may be produced by an artificial method. These antimicrobial peptides are relatively short amino acids (From about 10 to about 100), and any kind can be used, and it is not particularly limited.

또한, 본 발명에서 금 나노입자와 결합하는 압타머는 다양한 tag의 압타머 또는 항균 펩타이드 특이적 압타머의 어떠한 종류도 사용할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다.In addition, in the present invention, an aptamer that binds to gold nanoparticles may be any of various tagged platamers or antimicrobial peptide-specific platamers, and is not particularly limited.

본 발명에 따른 나노 구조체는 금 나노입자에 결합한 다양한 tag의 압타머 또는 항균 펩타이드 (AMPs) 특이적 압타머가 전달하고자 하는 항균 펩타이드에 특이적으로 결합하여 세포 내로 항균 펩타이드를 효과적으로 전달할 수 있는바, 항균 용도로 유용하게 이용될 수 있다.The nanostructure according to the present invention can specifically bind an antimicrobial peptide to be delivered with various tagged platamers or antimicrobial peptides (AMPs) -specific aptamers bound to gold nanoparticles, thereby effectively delivering the antimicrobial peptide into cells, And can be usefully used for applications.

또한, 본 발명은 금 나노입자와 압타머 (Aptamer)를 결합시키는 단계, 및 상기 압타머에 항균 펩타이드 (AMPs)를 결합시키는 단계를 포함하는, 나노 구조체 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a nanostructure comprising the steps of binding gold nanoparticles and an aptamer, and binding the antimicrobial peptide (AMPs) to the abtamer.

또한, 본 발명은 상기 구조체를 개체에 투여하는 단계를 포함하는 항균성 펩타이드의 전달 방법을 제공한다. 본 발명에서 "개체"란 질병의 진단 또는 치료를 필요로 하는 대상을 의미하고, 보다 구체적으로는 인간 또는 비-인간인 영장류, 생쥐 (mouse), 쥐 (rat), 개, 고양이, 말 및 소 등의 포유류를 의미한다.The present invention also provides a method of delivering an antimicrobial peptide comprising the step of administering the construct to a subject. In the present invention, the term "individual" refers to a subject in need of diagnosis or treatment of a disease, and more specifically refers to a human or non-human primate, mouse, rat, dog, And the like.

발명의 일실시예에서는, 금 나노입자-압타머-펩타이드 복합체를 제조하고(실시예 1-3 참조), 상기 나노 구조체에 의한 in vitro 또는 in vivo에서 박테리아 세포 생균수 및 감염 세포 생존능 (실시예 4 내지 6)을 확인한 결과, 본 발명의 나노 구조체에 의해 항균 펩타이드가 세포 내로 효과적으로 전달되었음을 확인하였다.In one embodiment of the invention, a gold nanoparticle-plumerator-peptide complex is prepared (see Example 1-3), and the viable cell count and viability of the infected cell in vitro or in vivo by the nanostructure 4 to 6). As a result, it was confirmed that the antimicrobial peptide was effectively delivered into the cells by the nanostructure of the present invention.

따라서, 본 발명에 따른 금 나노입자-압타머-펩타이드 복합체는 세포에 독성을 나타내지 않으며, 세포 내로의 높은 투과성을 갖는 바, 항균 펩타이드의 높은 전달 효율이 요구되는 다양한 목적 및 용도로 사용될 수 있다.Therefore, the gold nanoparticle-plumper-peptide complex according to the present invention does not exhibit toxicity to cells and has high permeability into cells, and thus can be used for various purposes and applications requiring high delivery efficiency of an antibacterial peptide.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

[실시예][Example]

실시예 1. 실험 준비 및 실험 방법Example 1. Experimental Preparation and Experimental Method

1-1. 펩타이드 합성 및 정제 (Peptide synthesis and purification)1-1. Peptide synthesis and purification

펩타이드는 이전에 공지된 절차에 의하여 합성하였다 (J.K. Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with antibacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-10390).Peptides were synthesized by previously known procedures (J. K Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with anti-bacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-10390).

다음으로, N-말단 형광-표지 펩타이드를 생성하기 위하여, 수지-결합 펩타이드를 디메틸포름아미드 (DMF) 하에서 20 % (v/v) 피페리딘으로 처리하여 N-말단 아미노산으로부터 Fmoc 보호기를 제거하고, 상기 수지-결합 펩타이드를 5 % (v/v) 디이소프로필에틸아민을 함유하는 DMF 하에서, 로다민-SE (3-4 당량)로 반응시켰다. 그 후, 어둠속에서 24 시간 동안 부드럽게 혼합하고, 상기 수지를 DMF 및 디클로로메탄 (DCM) 순으로하여 철저히 세척한 후, 펩타이드를 각각의 수지로부터 절단하여 에테르로 침전 추출하였다. 추출된 조펩타이드는 0.05 % 트리클로로아세트산을 함유하는 물에 적절한 0~60% 아세토니트릴 구배로 Jupiter C18 column (250 x 21.2 mm, 15 mm, 300 A)을 사용하여 역상 (reversed-phase) prep HPLC를 통하여 정제하였다. 펩타이드의 순도는 Jupiter proteo C18 컬럼 상에서 analytical 역상 HPLC에 의해 측정하였으며 (250 x 4.6 mm, 90 A, 4 μm), 분자 질량은 matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry (MALDI Ⅱ, Kratos Analytical Ins.)를 사용하여 확인하였다.Next, to generate an N-terminal fluorescent-labeled peptide, the resin-bound peptide was treated with 20% (v / v) piperidine under dimethylformamide (DMF) to remove the Fmoc protecting group from the N- , The resin-bound peptide was reacted with rhodamine-SE (3-4 equivalents) under DMF containing 5% (v / v) diisopropylethylamine. After that, the mixture was gently mixed in the dark for 24 hours, and the resin was washed thoroughly in the order of DMF and dichloromethane (DCM), and the peptide was cleaved from each resin and precipitated and extracted with ether. The extracted crude peptide was purified by reversed-phase prep HPLC using a Jupiter C18 column (250 x 21.2 mm, 15 mm, 300 A) with a 0-60% acetonitrile gradient appropriate to water containing 0.05% trichloroacetic acid. Lt; / RTI > Peptide purity was measured by analytical reversed-phase HPLC on a Jupiter proteo C18 column (250 x 4.6 mm, 90 A, 4 μm) and molecular mass was determined by matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry (MALDI II, Kratos Analytical Ins.) Respectively.

1-2. 금 나노입자-압타머 결합체 (AuNP-Apt conjugates) 합성 1-2. Synthesis of gold nanoparticle-abatumomer conjugate (AuNP-Apt conjugates)

표준 시트르산염-환원된 (citrate-reduced) 금 나노입자 (AuNPs)(직경 15 nm)는 BBI 생명 과학 (UK)에서 구입하였으며, 히스티딘-태그 (His-tagged) DNA 압타머 (5’-GCTATGGGTGGTCTGGTTGGGATTGGCCCCGGGAGCTGGC-A10-Thiol-3’)는 Bioneer (한국)에서 구입하였다. DNA 압타머는, 이황화결합을 절단하기 위하여, 히스티딘-태그 (His-tagged) DNA 압타머 올리고 뉴클레오티드 (oligonucleotide)를 1N 디티오트레이톨 (DTT)로 30 분 동안 실온 (RT)에서 처리하였다. 유리 티올-개질된 올리고 뉴클레오티드 혼합물로부터 과량의 DTT 및 원하지 않는 티올 단편을 제거하기 위하여 에틸아세테이트로 3 회 추출하였다. 잘라낸 올리고 뉴클레오티드는 에탄올 침전법을 사용하여 정제하였다. 금 나노입자 (AuNP) 1:100의 비율로 올리고 뉴클레오티드와 혼합하고, citrate-HCl buffer (0.5 M, pH 3)를 최종 농도가 ~ 10 mM이 되도록 첨가하였다. 간단히 볼텍싱 (vortexing)한 후, 샘플을 3 분 동안 실온에서 인큐베이션하였다. 다음으로, 금 나노입자 (AuNP) 용액의 pH는 HEPES buffer (0.5 M, pH 7.6)을 이용하여 중성으로 조정하였다. 5-10 분 동안 실온에서 추가로 인큐베이션한 후, 금 나노입자 (AuNP)-올리고 혼합물을 13000×g에서 원심분리하고, 상등액을 제거하였다. 최종 혼합물을 5 mM의 HEPES 완충액에 재분산시켰다. 기능화된 금 나노입자 (AuNP)의 농도는 UV-Vis 분광법으로 측정하였다. 흡광도 값을 사용한 비어의 법칙 (Beer’s law, A = εbc)을 통하여 나노 입자의 농도를 측정하였다. 15 nm 입자 크기에 사용된 최대 흡수값 (λ) 및 흡광 계수 (ε)의 파장은 다음과 같다: λ = 524 nm, ε = 2.4 × 108 L/(몰·cm)Citrate-reduced gold nanoparticles (AuNPs) (15 nm in diameter) were purchased from BBI Life Sciences (UK) and the histidine-tagged DNA extender (5'-GCTATGGGTGGTCTGGTTGGGATTGGCCCCGGGAGCTGGC- A10-Thiol-3 ') was purchased from Bioneer (Korea). The DNA aptamer was treated with 1 N dithiothreitol (DTT) for 30 minutes at room temperature (RT) to cleave the disulfide bond, a His-tagged DNA plasmid oligonucleotide. Extracted three times with ethyl acetate to remove excess DTT and unwanted thiol fragments from the free thiol-modified oligonucleotide mixture. The cleaved oligonucleotides were purified using ethanol precipitation. Gold nanoparticles (AuNP) were mixed with the oligonucleotide at a ratio of 1: 100, and citrate-HCl buffer (0.5 M, pH 3) was added to a final concentration of ~10 mM. After brief vortexing, the samples were incubated at room temperature for 3 minutes. Next, the pH of the gold nanoparticle (AuNP) solution was adjusted to neutrality using HEPES buffer (0.5 M, pH 7.6). After further incubation at room temperature for 5-10 minutes, the gold nanoparticle (AuNP) -oligo mixture was centrifuged at 13000 x g and the supernatant was removed. The final mixture was redispersed in 5 mM HEPES buffer. The concentration of functionalized gold nanoparticles (AuNP) was measured by UV-Vis spectroscopy. The concentration of nanoparticles was measured through Beer's law (A = εbc) using absorbance values. The wavelengths of the maximum absorption (λ) and extinction coefficient (ε) used for the 15 nm particle size are: λ = 524 nm, ε = 2.4 × 10 8 L /

1-3. 금 나노입자-압타머-펩타이드 복합체 (AuNP-Apt-peptide complex) 제조 1-3. Manufacture of gold nanoparticle-abtamer-peptide complex (AuNP-Apt-peptide complex)

압타머-결합 금 나노입자 (AuNPs)는 이차 구조의 형성을 방지하기 위하여 5 분 동안 80 ℃에서 사전 배양 (pre-incubate)하였다. AuNP-AptHis (1 nM) 및 정제된 His-tagged 펩타이드는 1 x PBS (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10 mM Na2HPO4, 2mM KH2PO4, pH 7.4)로 평형시킨 1 x AMP binding buffer (200 mM Tris-Cl, pH 8.8, 200 mM NaOH, 및 1 mM MgCl2)에서 10 분 동안 실온으로 인큐베이션하였다. 각 용액의 pH는 염화수소로 조정 하였다.Abtamer-bound gold nanoparticles (AuNPs) were pre-incubated at 80 ° C for 5 minutes to prevent the formation of secondary structures. AuNP-Apt His (1 nM) and the purified His-tagged peptide were equilibrated with 1 x AMP (1 mM) buffered with 1 x PBS (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10 mM Na 2 HPO 4 , 2 mM KH 2 PO 4 , in binding buffer (200 mM Tris-Cl , pH 8.8, 200 mM NaOH, and 1 mM MgCl 2) and incubated at room temperature for 10 minutes. The pH of each solution was adjusted with hydrogen chloride.

1-4. 결합능 (Binding capacity) 평가 1-4. Evaluation of Binding Capacity

항균 펩타이드 (AMPs) 및 금 나노입자-압타머 (AuNP-AptHis) 결합체 간의 결합능 평가는 이전에 공지된 절차에 의하여 진행하였다(S.M. Ryou, et al., Gold nanoparticle-DNA aptamer composites as a universal carrier for in vivo delivery of biologically functional proteins, J. Control Release 196 (2014) 287-294).Evaluation of binding potency between antimicrobial peptides (AMPs) and AuNP-Apt His conjugates was performed according to a previously known procedure (SM Ryou, et al., Gold nanoparticle-DNA aptamer composites as a universal carrier for in vivo delivery of biologically functional proteins, J. Control Release 196 (2014) 287-294).

1-5. 항균성 (Antibacterial) 평가1-5. Antibacterial evaluation

살모넬라 엔테리카 혈청형 티피뮤리움 (Salmonella enterica Typhimurium) ATCC14028 세포를 37 ℃, Luria-Bertani (LB) 배지에서 배양하고, 각 펩타이드의 최소 억제 농도 (MIC)는 미량 희석 (microdilution) 분석법으로 측정하였다. 다시 말해, 각각의 성장 중반 대수기 (mid-logarithmic phase)의 박테리아 (5 x 105 colony forming unit (CFU)/ml) 배양물을 함유하는 배지를 제조하기 위해 8-64 μM의 범위를 커버하는 2 배 계열 희석액을 첨가하고, 샘플을 37 ℃에서 18-24 시간 동안 배양하였으며, 이때 MIC는 배양물의 OD600 측정에 기초하여 최저 펩타이드 농도로 확인하였다. Salmonella enterica Typhimurium ATCC14028 cells were cultured at 37 ° C in Luria-Bertani (LB) medium and the minimum inhibitory concentration (MIC) of each peptide was measured by microdilution analysis. In other words, to produce a culture medium containing 5 x 10 5 colony forming unit (CFU) / ml of bacteria in each mid-logarithmic phase, A twofold serial dilution was added and the samples were incubated at 37 ° C for 18-24 hours, at which time the MIC was confirmed at the lowest peptide concentration based on the OD 600 measurements of the culture.

1-6. 동물세포 배양1-6. Animal cell culture

HeLa (human cervical carcinoma) 세포는 10 % (v/v) 소 태아 혈청 (fetal bovine serum, Welgene) 및 1 % (v/v) 페니실린스트렙토마이신 (penicillinestreptomycin, Welgene)이 첨가된 Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) (Welgene, Korea)에서 37 ℃, 5 %(v/v) CO2 조건하에서 배양하였다. HeLa cells were cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium supplemented with 10% (v / v) fetal bovine serum (Welgene) and 1% (v / v) penicillinestreptomycin (Welgene) ) (Welgene, Korea) at 37 ° C and 5% (v / v) CO 2 .

1-7. 세포독성 (Cytotoxicity) 평가1-7. Cytotoxicity Assessment

HeLa (2 x 104/well) 세포를 96-well 배양 디쉬에서 18-24 시간 동안 배양하였다. 배양된 세포는 펩타이드와 함께 24 시간 더 배양한 후, CellTiter-Glo® Luminescent Cell Viability Assay kit를 사용하여 생존능 (viability)을 평가하였다.HeLa (2 x 10 4 / well) cells were cultured in 96-well culture dishes for 18-24 hours. The cultured cells were further incubated with the peptide for 24 hours, and viability was evaluated using the CellTiter-Glo® Luminescent Cell Viability Assay kit.

1-8. 살아있는 세포 및 죽은 세포 분석 (Live and dead cell assay)1-8. Live and dead cell assay

살아있는 세포 및 죽은 세포를 분석하기 위해, 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) ATCC14028 세포를 펩타이드와 함께 배양하고, 형광 현미경 (LX71, Olympus, Tokyo, Japan)을 사용하여 모니터링하였다. A3-APO 및 A3-APOHis 펩타이드는 상기 항균성 평가를 위해 사용된 것과 동일한 절차를 이용하여 세포에 첨가하였다. 펩타이드는 500 μl 세포 현탁액 (1 x 107 CFU/mL)에 각 MIC로 첨가하였다. 배양 20 분 후, 세포를 8000 x g에서 5 분 동안 원심분리하고, 슬라이드상의 세포를 현미경 (LX71, Olympus)으로 관찰하였다.To analyze live and dead cells, S. typhimurium ATCC 14028 cells were cultured with the peptide and monitored using a fluorescence microscope (LX71, Olympus, Tokyo, Japan). A3-APO and A3-APO His peptides were added to the cells using the same procedure as used for the antimicrobial assay. The peptides were added to each 500 μl cell suspension (1 × 10 7 CFU / mL) with each MIC. After 20 minutes of incubation, the cells were centrifuged at 8000 xg for 5 minutes and the cells on the slides were observed with a microscope (LX71, Olympus).

1-9. 유세포 분석 (Flow cytometry)1-9. Flow cytometry

살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)은 37 ℃, LB 배지에서 배양하고, 세포는 LB 배지 (5 x 106 CFU/ml) 내에 현탁시켰다. 펩타이드를 각 MIC로 투여하고 37 ℃, 20 분 동안 배양 후, 세포를 원심분리 (10,000 x g, 5 분)하여 수확하고, FxCycle™ PI/RNase staining solution (Life Technologies, Carlsbad, CA, USA)로 현탁시켰다. 이어서, 세포를 실온에서 20 분 동안 배양하고, CytoFLEX flow cytometer (Beckman Coulter, Brea, CA, USA)를 이용하여 유세포 분석을 수행하였다.Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) is incubated at 37 ℃, LB medium, and cells were suspended in LB medium (5 x 10 6 CFU / ml ). The cells were harvested by centrifugation (10,000 xg, 5 min) and cultured at 37 ° C for 20 min. The peptides were suspended in FxCycle ™ PI / RNase staining solution (Life Technologies, Carlsbad, Calif., USA) . Cells were then incubated at room temperature for 20 minutes and flow cytometry was performed using a CytoFLEX flow cytometer (Beckman Coulter, Brea, Calif., USA).

1-10. 원편광이색성 (Circular dichroism) 분석1-10. Circular dichroism analysis

원편광이색성 분석은 이전에 공지된 절차에 의하여 진행하였다 (‘J.K. Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with antibacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-1039’, ‘M. Cassone, et al., Scope and limitations of the designer proline-rich antibacterial peptide dimer, A3-APO, alone or in synergy with conventional antibiotics, Peptides 29 (2008) 1878-1886’).Analysis of circular dichroism was performed by previously known procedures (JK Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with anti-bacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-1039 ',' M. Cassone, et al., Scope and limitations of the designer proline-rich antibacterial peptide dimer, A3-APO, alone or in synergy with conventional antibiotics, Peptides 29 (2008) 1878-1886 ').

1-11. 막 탈분극 (Membrane depolarization) 분석1-11. Membrane depolarization analysis

막 탈분극 분석은 이전에 공지된 절차에 의하여 진행하였다 (J.K. Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with antibacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-10390). The membrane depolarization assay was performed according to a previously known procedure (J. K. Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with antibacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-10390).

1-12. SYTOX Green 염색1-12. SYTOX Green dyeing

SYTOX Green 염색은 이전에 공지된 절차에 의하여 진행하였다 (J.K. Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with antibacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-10390). SYTOX Green staining was performed according to previously known procedures (J. K. Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with anti-bacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-10390).

1-13. 거대 리포좀 (Giant liposome) 분석1-13. Giant liposome analysis

거대 리포좀 분석은 이전에 공지된 절차에 의하여 진행하였다 (T.M. Domingues, K.A. Riske, A. Miranda, Revealing the lytic mechanism of the antimicrobial peptide gomesin by observing giant unilamellar vesicles, Langmuir 26 (2010) 11077-11084.). Giant liposomal analysis was performed according to previously known procedures (T. M. Domingues, K. A. Riske, A. Miranda, Revealing the lytic mechanism of the antimicrobial peptide gomesin by observing giant unilamellar vesicles, Langmuir 26 (2010) 11077-11084.).

1-14. 공초점 레이저 스캐닝 현미경 (Confocal laser scanning microscopy (CLSM)) 분석 1-14. Confocal laser scanning microscopy (CLSM) analysis

공초점 레이저 스캐닝 현미경 분석은 이전에 공지된 절차에 의하여 진행하였다 (J.K. Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with antibacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-10390). Confocal laser scanning microscopy analysis was performed according to previously known procedures (JK Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with anti-bacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-10390 ).

1-15. 주사 전자 현미경 (Scanning electron microscopy (SEM)) 분석1-15. Scanning electron microscopy (SEM) analysis

주사 전자 현미경 분석은 이전에 공지된 절차에 의하여 진행하였다 (J.K. Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with antibacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-10390). Scanning electron microscopy analysis was performed according to previously known procedures (J. K Lee, et al., A helix-PXXP-helix peptide with anti-bacterial activity without cytotoxicity against MDRPA-infected mice, Biomaterials 35 (2014) 1025-10390).

1-16. 금 나노입자-1-16. Gold nanoparticles - 압타머Abtamer 복합체와  Complex 결합된Combined 펩타이드의Of peptide 시각화 (Visualization of peptide uptake by AuNP-Apt conjugates) Visualization of peptide uptake by AuNP-Apt conjugates

라이신 코팅된 10 mm 커버 슬립 (cover slip) 상에서 배양된 HeLa 세포에 금 나노입자-압타머-AMP 복합체 (AuNP-Apt-AMP complex)를 처리한 후 1 시간 동안 배양하였다. 배양 후, 4 % 파라포름알데히드 (paraformaldehyde, Sigma, USA)로 고정시키고 세포를 Alexa 488 표지 항-His 및 rabbit IgG (여기 495 nm 및 방출 519 nm)로 면역염색하였다. 공초점 현미경 (laser scanning confocal microscopy, Carl Zeiss ZEN 2011, Germany)을 통하여 Alexa488 (495 nm excitation, 519 nm emission) 형광을 탐지하였다. HeLa cells cultured on lysine-coated 10 mm cover slip were treated with gold nanoparticle-abtamer-AMP complex (AuNP-Apt-AMP complex) and incubated for 1 hour. After incubation, cells were fixed with 4% paraformaldehyde (Sigma, USA) and cells were immunostained with Alexa 488 labeled anti-His and rabbit IgG (excitation 495 nm and emission 519 nm). Alexa488 (495 nm excitation, 519 nm emission) fluorescence was detected through a confocal microscope (Carl Zeiss ZEN 2011, Germany).

1-17. 펩타이드 혈청 안정성 (Serum stability of peptide) 평가1-17. Evaluation of peptide stability of peptide

친수성 펩타이드 (16 μM) 및 금 나노입자-압타머-펩타이드 (16 μM) 복합체를 37 ℃에서 10 또는 100 % (v/v) 소 태아 혈청 (FBS)을 함유한 DMEM에서 배양하고, 0, 6, 12, 24, 또는 48 시간 후, 각 펩타이드 및 혈청을 트리신-도데실 황산나트륨폴리아크릴아마이드 겔 전기영동법 (tricine-sodium dodecyl sulfatepolyacrylamide gel electrophoresis, Tricine-SDS-PAGE)으로 분리하고, 웨스턴 블롯에 의해 분석하였다.Hypophilic peptide (16 μM) and gold nanoparticle-abtamer-peptide (16 μM) complexes were cultured in DMEM containing 10 or 100% (v / v) fetal bovine serum (FBS) , 12, 24, or 48 hours later, each peptide and serum were separated by tricine-sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (Tricine-SDS-PAGE) Respectively.

1-18. 웨스턴 블롯 (Western blot) 분석 1-18. Western blot analysis

준비된 시료의 Tricine-SDS-PAGE를 실시하고 이를 멤브레인에 옮겼다. 멤브레인을 항-His (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA; Qiagen) 및 항-GAPDH (Ab Frontier, Seoul, Korea) 항체로 면역블로팅하였다. 신호는 전기화학발광 시약으로 측정하였다. 밴드 강도는 Quantity One (Bio-Rad, Richmond, CA, USA)로 측정하였다.Tricine-SDS-PAGE of the prepared sample was performed and transferred to the membrane. Membranes were immunoblotted with anti-His (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA; Qiagen) and anti-GAPDH (Ab Frontier, Seoul, Korea) antibodies. The signal was measured with an electrochemiluminescent reagent. Band strength was measured with Quantity One (Bio-Rad, Richmond, CA, USA).

1-19. (1-19. ( In vitroIn vitro ) 세포 내 박테리아 세포 (intracellular bacteria cell) 생균수 측정) Measuring live cell count in intracellular bacteria cell

HeLa (5 x 104 /well) 세포를 24-well 배양 접시에서 18-24 시간 동안 배양하였다. 배양한 HeLa 세포는 감염다중도 (multiplicity of infection, MOI) 1:100으로, 1 시간 동안 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) ATCC14028로 감염시켰다. 세포를 50 μg/ml 젠타 마이신 (GIBCO™, Invitrogen, USA)을 포함하는 DMEM으로 세척하고, 10 % (v/v) FBS 및 금 나노입자-압타머-AMP 복합체 (AuNP-Apt-AMP complex) 또는 대조군 시약을 함유하는 DMEM에서 1 또는 6 시간 동안 배양하였다. 감염된 세포는 남아있는 세포 외 박테리아 및 항균 펩타이드를 제거하기 위하여 1 x PBS로 3 회 세척하였으며, 1 % (v/v) 트리톤 X-100을 함유하는 PBS로 용해시키고, 세포 내 박테리아를 세포로부터 방출시켰다. 박테리아 세포를 PBS로 (1:25)로 희석하고, CFU의 수를 결정하기 위하여 LB 플레이트상에 플레이팅하였다.HeLa (5 x 10 4 / well) cells were cultured in a 24-well culture dish for 18-24 hours. The cultured HeLa cells were infected with S. typhimurium ATCC14028 for 1 hour at a multiplicity of infection (MOI) of 1: 100. Cells were washed with DMEM containing 50 μg / ml gentamycin (GIBCO ™, Invitrogen, USA) and resuspended in 10% (v / v) FBS and gold nanoparticle-aptamer-AMP complex (AuNP- Or in DMEM containing control reagent for 1 or 6 hours. The infected cells were washed three times with 1 x PBS to remove remaining extracellular bacteria and antimicrobial peptides, dissolved in PBS containing 1% (v / v) Triton X-100, and the intracellular bacteria released from the cells . Bacterial cells were diluted with PBS (1:25) and plated on LB plates to determine the number of CFUs.

1-20. (1-20. ( In vitroIn vitro ) 감염 세포 생존능 (infected cell viability) 평가 ) Evaluation of infected cell viability

HeLa (2 x 104 /well) 세포를 96-well 배양 접시에서 18-24 시간 동안 배양하였다. 배양한 HeLa 세포는 버퍼로 처리하거나, 감염다중도 (multiplicity of infection, MOI) 1:100으로, 1 시간 동안 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)으로 감염시킨 후, 50 μg/ml 젠타 마이신 (GIBCO™, Invitrogen, USA)을 포함하는 DMEM으로 세척하였다. 이어서, 세포를 10 % (v/v) FBS 및 금 나노입자-압타머-AMP 복합체 (AuNP-Apt-AMP complex) 또는 대조군 시약을 함유하는 DMEM에서 0, 6, 12, 또는 24 시간 동안 배양한 후, 감염된 세포는 트립신-에틸렌디아민테트라아세트산 (trypsin-ethylenediaminetetraacetic acid)으로 회수하고, 생존능은 트리판 블루 배제 염색 (trypan blue dye exclusion staining)에 의해 측정하였다.HeLa (2 x 10 4 / well) cells were cultured in 96-well culture dishes for 18-24 hours. The cultured HeLa cells were either buffered or infected with S. typhimurium at a multiplicity of infection (MOI) of 1: 100 for 1 hour and then incubated with 50 μg / ml gentamicin (GIBCO , Invitrogen, USA). The cells were then cultured for 0, 6, 12, or 24 hours in DMEM containing 10% (v / v) FBS and gold nanoparticle-abtamer-AMP complex (AuNP-Apt-AMP complex) The infected cells were then recovered with trypsin-ethylenediaminetetraacetic acid and viability was measured by trypan blue dye exclusion staining.

1-21. 동물 준비1-21. Animal preparation

18-20 g의 6 주령 암컷 FvB 마우스 (DBL, Korea)를 준비하고, 동물사육실은 30-40 % 습도 및 22±1 ℃의 온도를 유지하였다. 실내의 조명은 12 시간 명암 주기로 조절하였다. 동물 프로토콜은 동물 실험에 대한 중앙대학교 동물실험센터에 의해 승인되었고, 동물은 프로토콜에 기재된 대로 처리되었다.18-20 g 6-week-old female FvB mice (DBL, Korea) were prepared, and the animal breeding room maintained a 30-40% humidity and a temperature of 22 ± 1 ° C. Indoor lighting was controlled by 12-hour light-dark cycle. The animal protocol was approved by the Chung Ang University Animal Experiment Center for animal experiments, and the animals were processed as described in the protocol.

1-22. (1-22. ( In vivoIn vivo ) 펩타이드 안정성 (stability of peptide) 평가 ) Evaluation of peptide stability

친수성 AMP (8 mg/kg) 및 금 나노입자-압타머-AMP (8 mg/kg) 복합체를 정맥 주사 (i.v.)하였다. 주사 0, 6, 12, 24, 또는 48 시간 후, 마우스를 희생시키고 비장 및 간을 제거한 뒤 이를 4 ℃, 4 % (v/v)의 파라포름알데히드에서 밤새 고정시켰다. 고정된 장기들은 이틀간 4 ℃, 30 % (v/v) sucrose로 탈수시킨 후, 최적의 절단 온도 화합물에 임베딩 (embedding)하였다. 냉동 블록은 10 mm로 절단하고, 열풍 건조 후, 단편을 Alexa 488 표지 항-His 및 rabbit IgG 항체로 면역염색하였다. 공초점 현미경 (laser scanning confocal microscopy, Carl Zeiss ZEN 2011, Germany)을 통하여 Alexa488 (495 nm excitation, 519 nm emission) 형광을 탐지하였다. Hydrophilic AMP (8 mg / kg) and gold nanoparticle-aptamer-AMP (8 mg / kg) complex were intravenously injected (i.v.). After 0, 6, 12, 24, or 48 hours of injection, the mice were sacrificed and the spleen and liver were removed and fixed in 4% paraformaldehyde at 4% (v / v) overnight. The fixed organs were dehydrated for 2 days at 4 ° C, 30% (v / v) sucrose, and then embedded in the optimal cleavage temperature compound. Frozen blocks were cut to 10 mm, and after hot air drying, the fragments were immunostained with Alexa 488 labeled anti-His and rabbit IgG antibodies. Alexa488 (495 nm excitation, 519 nm emission) fluorescence was detected through a confocal microscope (Carl Zeiss ZEN 2011, Germany).

1-23. (1-23. ( In vivoIn vivo ) 세포 내 박테리아 세포 (intracellular bacteria cell) 생균수 측정) Measuring live cell count in intracellular bacteria cell

살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) ATCC14028의 접종원은 미드-로그 상의 LB에서 배양하고 PBS로 세척하였다. 마우스는 접종 전 4-18 시간 동안 음식 및 물을 섭취하지 않도록 하였다. 그 후, 마우스는 복강 내 살모넬라균 1-5 x 102 CFU를 함유하는 100 μl PBS로 감염시켰다. 세균 투여 (bacterial challenge) 4 시간 후, 금 나노입자-압타머-AMP (8 mg/kg) 복합체 및 대조군 시약을 하루에 한번 정맥 주사 (i.v.)하였다.The inoculum of S. Typhimurium ATCC14028 was cultured on LB on mid-log and washed with PBS. Mice were prevented from consuming food and water for 4-18 hours before inoculation. The mice were then infected with 100 μl PBS containing 1-5 × 10 2 CFU of salmonellal intraparenchymal. Four hours after bacterial challenge, gold nanoparticles-aptamer-AMP (8 mg / kg) complex and control reagent were intravenously injected iv once a day.

세균 투여 (bacterial challenge) 3일 후, 대조군 그룹, A3-APOHis-, AuNP-AptHis-HPN3His-, 및 AuNP-AptHis-A3-APOHis 처리 마우스를 희생시키고 장간막 림프절, 비장, 및 간을 제거하였다. 장기들의 무게 측정 및 개별적 균질화 후, PBS에 용해시켰다. 균질 현탁액 (homogenate)은 Salmonella-Shigella agar (Neogen, Lansing, MI, USA)에 플레이팅 후, 콜로니를 계수할 수 있도록 밤새 37 ℃에서 배양하였다. 결과는 g 당 CFU의 숫자로 표현하였으며, 분석은 두 번 반복하였다.Bacterial administration (bacterial challenge) 3 days, the control group, A3-APO His -, AuNP-Apt -HPN3 His His - and -A3-AuNP-Apt His His APO were sacrificed treated mice mesenteric lymph nodes, spleen, and liver . After organ weighing and individual homogenization, they were dissolved in PBS. The homogenate was plated on Salmonella-Shigella agar (Neogen, Lansing, MI, USA) and incubated overnight at 37 ° C so that the colonies could be counted. The results are expressed as the number of CFU per gram, and the analysis was repeated twice.

1-24. (1-24. ( In vivoIn vivo ) 금 나노입자-압타머-AMP 복합체에 의한 세균 투여 및 치료) Bacterial administration and treatment with gold nanoparticle-abtamer-AMP complex

세균 투여 (bacterial challenge) 4 시간 후, 금 나노입자-압타머-AMP (8 mg/kg) 복합체 및 대조군 시약을 연속 5 일 동안 하루에 한번 정맥 주사 (i.v.)하였다. 주입된 마우스는 감염 후 14 일 동안 관찰하였으며, 빈사 된 (moribund) 경우는 즉시 희생시켰다.Four hours after bacterial challenge, gold nanoparticle-platemaker-AMP (8 mg / kg) complex and control reagent were intravenously injected (i.v.) once a day for five consecutive days. The injected mice were observed for 14 days after infection, and the moribund cases were sacrificed immediately.

실시예Example 2: 금 나노입자- 2: Gold nanoparticles - 압타머Abtamer 복합체를 통한 항균  Antibacterial through complex 펩타이드Peptides (AMP)의 항균 활성 및 세포 내  (AMP) < / RTI > 전달능Transmission ability 확인 Confirm

히스티딘-태그 DNA 압타머와 결합된 금 나노입자 (AuNP-AptHis)가 헥사히스티딘 (His)-태그 항균 펩타이드 (AMPHis)를 포유동물 세포 내로 전달하여 항균 활성을 나타낼 수 있는지 여부를 확인하기 위하여, 하기와 같이 실험하였으며, 이의 개략적인 모식도는 도 1에 나타내었다.To confirm whether gold nanoparticles (AuNP-Apt His ) bound to histidine-tagged DNA plasmids could transfer antibiotic activity by transferring the hexa-histidine (His) tagged antimicrobial peptide (AMP His ) into mammalian cells , And the experiment was conducted as follows. A schematic diagram of the experiment was shown in Fig.

2-1. 펩타이드의 항균 활성 확인2-1. Identification of antimicrobial activity of peptides

먼저, C-말단 히스티딘-태그 A3-APO (A3-APOHis)의 살균 활성 및 세포 독성을 평가하였다. A3-APO는 자연 곤충산물 (insect products)에서 파생된 합성 AMP의 새로운 클래스의 주력 펩타이드로, in vitroin vivo에서 살모넬라 엔테리카 (Salmonella enterica) 혈청형 티피뮤리움 (Typhimurium)에 대한 살균 활성이 있으며 (하기 표 1 및 도 2a), 이에 헥사히스티딘으로 표지하더라도 A3-APO의 랜덤 코일 구조를 변경하지 않는바, His-비표지된 경우와 비교하여도 여전히 살모넬라에 대한 살균 활성을 갖는다. 또한, A3-APOHis는 200 μM 농도에서 HeLa 세포에 세포 독성을 나타내지 않았다 (도 2b). 이때, 음성 대조군으로서 사용된 히스티딘-태그 HPN3 (HPN3His)의 경우는 살균 작용 또는 세포 독성을 어느것도 나타내지 않았다. 또한, 최소 억제 농도 (MIC)의 A3-APO 및 A3-APOHis 펩타이드와 함께 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포를 20 분 동안 처리하는 경우, 프로피디움 요오드화물-민감성 세포의 수가 대폭 증가됨을 확인하였는바, 박테리아 세포의 사멸이 A3-APO 및 A3-APOHis 펩타이드에 의해 빠르게 유도되는 것을 알 수 있었다. First, the bactericidal activity and cytotoxicity of the C-terminal histidine-tag A3-APO (A3-APO His ) were evaluated. A3-APO is a new class of synthetic peptides derived from natural insect products. It is a major peptide and has a bactericidal activity against Salmonella enterica serotype Typhimurium in vitro and in vivo (Table 1 and Fig. 2A below). Even if labeled with hexa histidine, the random coil structure of A3-APO is not altered, and still has a bactericidal activity against Salmonella compared with the case of His-unlabeled. In addition, A3-APO His did not show cytotoxicity to HeLa cells at a concentration of 200 μM (Fig. 2B). At this time, the histidine-tag HPN3 (HPN3 His ) used as a negative control did not show any bactericidal action or cytotoxicity. Further, when the treatment for 20 minutes, the Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) cells with APO-A3 and A3-APO His peptide of the minimum inhibitory concentration (MIC), propidium iodide-sensitive cells, the number of significantly increased As a result, the death of bacterial cells was rapidly induced by A3-APO and A3-APO His peptides.

Figure pat00001
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2-2. 금 나노입자-압타머 복합체를 통한 항균 펩타이드 (AMP)의 세포 내 전달능 확인2-2. Confirmation of intracellular delivery of antimicrobial peptide (AMP) through gold nanoparticle-platameric complex

먼저, 히스티딘-태그 AMPs를 단순 혼합 배양하여 금 나노입자-압타머His에 로딩한 후, HeLa 세포에 적용한 결과, 반응 혼합물에서 히스티딘-태그 AMPs의 약 40-50 %가 금 나노입자-압타머His에 로딩되었다 (도 2c). First, the histidine-tagged AMPs the Simple Mixed Culture with gold nano-particles and then loading the aptamer His, was applied to HeLa cells, and histidine from the reaction mixture - the tag about 40 to 50% of the gold particles of the AMPs-aptamer His (Fig. 2C).

이에, 상기 실시예 1-16의 방법에 따라, AMPs 및 AuNP-AptHis의 최종 농도는 각각 16 mM 및 1 nM로 하여, 버퍼, 유리 A3-APOHis, 금 나노입자-압타머His, 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis, 또는 금 나노입자-압타머His-HPN3His를 첨가하여 1 시간 동안 배양한 HeLa 세포의 형광 이미지 (스케일 바 = 20 μm)를 확인한 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 히스티딘-태그 AMPs (A3-APOHis 또는 HPN3His)가 로딩된 금 나노입자-압타머His와 함께 배양된 HeLa 세포의 경우 면역 및 공초점 레이저 주사 현미경 분석에서 강한 형광 신호를 나타내었으나, 단지 금 나노입자-압타머His 또는 A3-APOHis 펩타이드 만으로 처리된 대조군 세포에서는 형광 신호를 나타내지 않았다.Thus, according to the method of Example 1-16, AMPs and a final concentration of AuNP-His Apt by a 16 mM and 1 nM, respectively, a buffer, a glass A3-APO His, gold nanoparticle-aptamer His, gold nano particle-aptamer His -A3-APO His, or gold nanoparticle-aptamer His His -HPN3 confirming the fluorescent image (scale bar = 20 μm) of the HeLa cells were incubated for 1 hour by the addition of the results, shown in Figure 3 HeLa cells cultured with gold nanoparticle-aptamer His loaded with histidine-tagged AMPs (A3-APO His or HPN3 His ) showed strong fluorescence signals on immunoassay and confocal laser scanning microscopy, But not fluorescence signals in control cells treated with only gold nanoparticle-platamater His or A3-APO His peptide.

실시예 3: A3-APO 및 A3-APOExample 3: A3-APO and A3-APO HisHis 의 작용 메커니즘 확인Confirm the mechanism of action of

상기 금 나노입자-압타머 복합체를 통한 항균 펩타이드 (AMP)의 항균 활성 및 세포 내 전달능 결과를 바탕으로, A3-APO 및 A3-APOHis 펩타이드의 작용 메커니즘을 확인하기 위하여, 실시예 1-10 내지 1-15의 방법으로 실험하였다. In order to confirm the mechanism of action of A3-APO and A3-APO His peptides based on the antimicrobial activity and the intracellular delivery ability of the antimicrobial peptide (AMP) through the gold nanoparticle-platamater complex, To (1-15).

먼저, A3-APO 및 A3-APOHis 펩타이드의 막 결합 상호작용을 관찰하기 위하여, 인지질에 결합시에 발생하는 응집 및 기공 형성 작용을 통하여 막-모방 환경을 만드는 음이온성 소듐 도데실 설페이트 (SDS) 미셀을 사용하였다. 그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 두 펩타이드의 원편광이색성 (Circular dichroism, CD) 스펙트럼은 막-모방 환경에서 30 mM SDS 미셀과 같은 자기 연합 (self-association)을 보이지 않았으나, SDS에서 히스티딘 잔기의 화학적 이동 값은 약간 변경됨을 확인하였다.First, to observe the membrane-binding interactions of A3-APO and A3-APO His peptides, anionic sodium dodecyl sulfate (SDS), which forms a membrane-mimetic environment through aggregation and pore formation during binding to phospholipids, Micelles were used. As a result, as shown in Fig. 4, the circular dichroism (CD) spectrum of the two peptides showed no self-association such as 30 mM SDS micelles in the membrane-mimetic environment, It was confirmed that the chemical shift value of the residue slightly changed.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포에 A3-APO 및 A3-APOHis 펩타이드 첨가시, DisC3-5 형광 강도에서 외막 분열이 나타난 반면, 외막의 손상이 없는 경우 형광 강도의 변화는 관찰되지 않았다. 보다 구체적으로, A3-APO 및 A3-APOHis는 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)의 외막에 작용하는 동일한 메커니즘을 공유하지 않은 것으로 보였다. A3-APO 펩타이드는 빠르게 반응하면서 일시적인 기공 형성을 유도한 반면, A3-APOHis는 이러한 현상이 나타나지 않았으며, 대신, 막-탈분극 활성을 증가시킴을 확인하였다.In addition, as shown in Fig. 5, when A3-APO and A3-APO His peptides were added to S. typhimurium cells, outer membrane splitting was observed at DisC3-5 fluorescence intensity, No change in fluorescence intensity was observed. More specifically, APO-A3 and A3-APO His showed that it does not share the same mechanism acting on the outer membrane of Salmonella typhimurium (S. Typhimurium). A3-APO peptide induced rapid pore formation with rapid reaction, whereas A3-APO His did not show such a phenomenon, but instead showed increased membrane-depolarization activity.

이에, 펩타이드가 SYTOX 그린이 로딩된 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포의 세포질 막 분열을 일으킬 수 있는지 여부를 확인한 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, A3-APO 및 A3-APOHis가 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)의 내부 막 분열을 유도하는 것을 확인하였으며, 막 파괴는 SYTOX 녹색 형광 강도의 증가에 기초하여 알 수 있었다. 이때, 세포 내 SYTOX 형광 염료 신호는 세포막이 손상되는 경우 변하지 않지만, 염료가 막 파괴로 인해 노출된 핵산에 결합하는 경우 증가한다.As a result of confirming whether or not the peptide can cause cleavage of cytoplasmic membrane of SYTOX green-loaded S. typhimurium cells, it was confirmed that A3-APO and A3-APO His were able to induce cleavage of cytoplasmic membrane of Salmonella typhi It was confirmed that inducing internal membrane division of S. typhimurium and membrane breakage was found based on increase of SYTOX green fluorescence intensity. At this time, the intracellular SYTOX fluorescent dye signal does not change when the cell membrane is damaged, but increases when the dye binds to the exposed nucleic acid due to membrane breakage.

또한, 포스파티딜에탄올아민/포스파티딜글리세롤 (PE/PG, 7:3, v/v)을 포함하는 하나의 거대 단일층 소포체 (GUVs)를 사용하여 펩타이드의 형태학적 변화 및 지역화 (localization) 여부를 확인한 결과, 도 7에 나타낸 바와 같이, A3-APOHis는 A3-APO에 비해 더 큰 정도로 GUV 막을 파괴함을 확인하였으며, 특히, A3-APOHis 펩타이드는 C-말단 영역에 양전하를 띠는 헥사히스티딘을 삽입하여 GUV 막에 있는 지질을 둘러싸는 것을 알 수 있었다. 즉, A3-APOHis 항균 펩타이드는 일종의 "카펫 같은" 행동 메커니즘을 통해 기능할 수 있지만, A3-APO 펩타이드는 일시적인 기공 형성에 따라 세포막을 침투할 수 없었음을 알 수 있었다 (도 8a). Further, confirmation of the morphological change and localization of the peptide using one large single-layered vesicle (GUVs) containing phosphatidylethanolamine / phosphatidylglycerol (PE / PG, 7: 3, v / v) As shown in FIG. 7, A3-APO His was found to destroy the GUV membrane to a greater extent than A3-APO. In particular, the A3-APO His peptide contained hexahistidine, which positively charged at the C- And the surrounding of the lipid in the GUV membrane. That is, although the A3-APO His antimicrobial peptide could function through a kind of "carpet-like" behavioral mechanism, the A3-APO peptide could not penetrate the cell membrane due to temporary pore formation (FIG. 8A).

나아가, 공초점 레이저 주사 현미경 (CLSM)을 사용하여 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 배양시 로다민 표지-펩타이드의 위치를 모니터링함으로써 살아있는 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포에서 A3-APO 및 A3-APOHis의 메커니즘을 확인한 결과, 로다민-표지 A3-APOHis 펩타이드와는 반대로, 로다민-표지 A3-APO 펩타이드는 세포질보다는 세포 표면에 축적됨을 알 수 있었으며, 이는 A3-APO 항균 펩타이드의 경우 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 막으로부터 핵산 및 연관 단백질과 상호작용하는 세포질로 이동하는 것을 의미하나, A3-APOHis 펩타이드는 세포막을 파괴하는 세포 표면과 강하게 상호작용하는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 펩타이드는 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)의 세포 사멸을 유발하는 다른 메커니즘을 통해 역할을 한 것으로 보인다.Furthermore, using the confocal laser scanning microscope (CLSM) Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) when cultured Rhodamine labeled-by monitoring the position of the peptide A3-APO in live Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) cells and A3-APO results confirm the mechanism of His, rhodamine-labeled A3-APO His peptide as opposed to, rhodamine-labeled A3-APO peptides were found to accumulate on the cell surface, rather than the cytoplasm, which in the A3-APO antimicrobial peptide In the case of A3-APO His peptide, it means to strongly interact with the cell surface that destroys the cell membrane, while it means to migrate from the S. typhimurium membrane to the cytoplasm interacting with nucleic acid and related protein. Thus, these peptides appear to have played a role through other mechanisms leading to apoptosis of S. typhimurium.

또한, 주사 전자 현미경 (SEM)을 사용하여 각 MIC의 A3-APO 또는 A3-APOHis를 첨가하여 배양된 살모넬라 ATCC14208 세포를 확인한 결과, A3-APOHis 펩타이드가 세포질 막에서 막 파괴를 발생시키는 것을 확인하였으나, A3-APO 펩타이드는 세포막에 영향을 미치지 않았다. 즉, A3-APOHis 펩타이드는 세포질 막을 파괴하여 박테리아를 사멸시킬 수 있는 반면, A3-APO 펩타이드는 단지 막에 일시적인 기공을 형성하여 세포에 침투할 수 있음을 확인하였다 (도 8b).In addition, A3-APO His peptides were found to cause membrane breakage in the cytoplasmic membrane by scanning electron microscopy (SEM) and confirming the cultured Salmonella ATCC14208 cells by adding A3-APO or A3-APO His of each MIC. , But the A3-APO peptide did not affect the cell membrane. In other words, it was confirmed that A3-APO His peptide can destroy the cytosolic membrane to kill bacteria, whereas A3-APO peptide can penetrate cells only by forming temporary pores in the membrane (FIG. 8B).

실시예Example 4: ( 4: ( in vitroin vitro ) 살모넬라 ) Salmonella 티피뮤리움Tiffy myrium ( ( S. S. TyphimuriumTyphimurium )-감염 포유동물 세포에 대한 금 나노입자-압타머-AMP 복합체의 항균 효과 확인) - Confirmation of antimicrobial effect of gold nanoparticle-platamer-AMP complex on infected mammalian cells

살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 세포에 있어 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis의 영향을 확인하기 위하여, 상기 실시예 1-19의 방법으로 실험하였다.In order to confirm the influence of gold nanoparticle-platamer His- A3-APO His on S. typhimurium-infected cells, the experiment was carried out by the method of Example 1-19.

그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이, 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis를 첨가한 경우, 금 나노입자-압타머His 또는 금 나노입자-압타머His-HPN3His를 첨가한 세포에 비해 세포 내 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포 수는 약 30-50 % 낮게 나타났으며, 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis의 살균 효과는 용량-의존성을 나타냄을 확인하였다 (도 10a). 또한, A3-APOHis를 1 시간 동안 처리한 경우, 생존 가능한 세포 내 살모넬라 세포 수에 영향을 미치지 않은 반면, 6 시간 동안 동일 처리한 경우, 생존 가능한 세포 내 박테리아 수가 약 20 % 감소함을 확인하였으며, 이러한 A3-APOHis의 살균 효과는 A3-APO에 대해 보고 된 바와 같이, 포유류 세포에 대한 낮은 침투성 때문인 것으로 보인다.The aptamer cell added -HPN3 His His-As a result, the gold nano-particles as shown in Fig. 9 - aptamer His -A3-APO when the addition of His, gold nanoparticle-aptamer His or gold nanoparticles , The number of cells of S. typhimurium cells was about 30-50% lower than that of gold nanoparticles, and the bactericidal effect of gold nanoparticle-aptamer His -A3-APO His was dose-dependent 10a). In addition, it was confirmed that the treatment of A3-APO His for 1 hour did not affect the number of surviving salmonella cells in the cell, but when the same treatment was performed for 6 hours, the viable cell count was reduced by about 20% , The bactericidal effect of this A3-APO3 His appears to be due to its low permeability to mammalian cells, as reported for A3-APO.

따라서, 금 나노입자-압타머His 결합체가 효과적으로 포유동물 세포의 혈장 막을 통해 항균 펩타이드를 전달하여 세포 내 세균에 대한 A3-APOHis의 살균 작용을 향상시킬 것으로 기대된다.Therefore, it is expected that the gold nanoparticle-platamater His conjugate effectively transfers the antimicrobial peptide through the plasma membrane of mammalian cells, thereby improving the bactericidal action of A3-APO His on intracellular bacteria.

이에, 금 나노입자-압타머His에 로딩 시 A3-APOHis의 안정성을 향상시킬 수 있는지 여부를 확인하기 위하여, 혈청 내에서 추가적으로 48 시간 동안 배양하여 온전한 A3-APOHis의 양을 측정하였다. 그 결과, 금 나노입자-압타머His에 로딩하지 않을 경우 온전한 A3-APOHis가 빠르고 점진적으로 감소됨을 확인하였으며, 결과적으로 혈청 배양 48 시간 후, 펩타이드의 약 60 %가 사라짐을 확인하였다 (도 10b). 반면, 혈청 내 금 나노입자-AptHis 복합체에 로딩된 A3-APOHis의 분해 (degradation)는 A3-APOHis 자체보다 느리게 나타났으며 (48 시간 배양 후, 80 % 이상 혈청에 남았음), 이러한 결과는 금 나노입자-압타머His가 숙주 세포의 침투성 뿐만 아니라 A3-APOHis의 안정성을 향상시킬 수 있음을 의미한다.Thus, the gold nano-particles, and incubated for an additional 48 hours in the serum was measured for the amount of intact A3-APO His to confirm whether or not to improve the stability of the A3-His APO when loaded into the aptamer His. As a result, the gold nano-particles, if not loaded in the aptamer His was a full A3-APO His quickly and progressively confirm the reduced, and consequently determine the serum culture After 48 hours, about 60% of the peptide disappeared (Fig. 10b ). Decomposition (degradation) of the other hand, the loaded A3-APO His in the serum of gold nanoparticles -Apt His complex is A3-APO His This result indicates that the gold nanoparticle-aptamer His can improve not only the permeability of the host cell but also the stability of A3-APO His (see, for example, do.

금 나노입자-압타머His를 통한 A3-APOHis의 전달이 세포 내 박테리아의 사멸을 유도한다는 사실을 바탕으로, 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis를 통한 세포 내 박테리아 수의 감소가 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 HeLa 세포의 생존성을 증가시킬 수 있는지 여부를 상기 실시예 1-20의 방법으로 실험하여 확인하였다.Gold nanoparticle-pressure based on the fact that the transfer of A3-APO His induces death of the bacterial cells through Tamer His, gold nanoparticle-aptamer His reduction in the number of cells within the bacteria through -A3-APO is His It was confirmed by experimenting with the method of Example 1-20 that the viability of S. Typhimurium-infected HeLa cells could be increased by the method of Example 1-20.

그 결과, 도 11에 나타낸 바와 같이, 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis를 처리한 세포의 경우, 계속적으로 증식하여 결과적으로 24 시간 이내에 생존 HeLa 세포의 수를 약 80 % 증가시켰으며, 이러한 결과는 살모넬라에 감염되지 HeLa 세포의 수준과 비슷했다. 반면, 금 나노입자-압타머His 또는 금 나노입자-압타머His-HPN3His로 처리된 세포의 경우, 비처리 세포와 비슷한 수준인 생존 HeLa 세포의 수의 약 40 % 감소를 나타냈다. 또한, 금 나노입자-압타머His 또는 금 나노입자-압타머His-HPN3His로 처리된 것과 비교할 때, A3-APOHis 처리한 경우에는 생존 세포의 수가 약 15 % 감소하였으며, 이러한 결과는, 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 HeLa 세포에 대한 A3-APOHis의 세포 내 살균 활성의 낮은 수준과 일치하였다.As a result, as shown in Fig. 11, the cells treated with the gold nanoparticle-platamater His -A3-APO His proliferated continuously, resulting in an increase in the number of viable HeLa cells by about 80% within 24 hours , These results were similar to those of HeLa cells infected with Salmonella. In contrast, cells treated with gold nanoparticles-platemer His or gold nanoparticles-platamag His -HPN3 His showed about 40% reduction in the number of viable HeLa cells, similar to untreated cells. In addition, the number of viable cells was reduced by about 15% when treated with A3-APO His , as compared to that treated with gold nanoparticle-platamater His or gold nanoparticles-platamag His -HPN3 His , Consistent with the low level of intracellular bactericidal activity of A3-APO His on S. Typhimurium-infected HeLa cells.

상기 내용을 종합하면, 금 나노입자-압타머His 복합체에 의한 A3-APOHis의 세포 내 박테리아 살균 활성의 증가는 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 포유동물 세포의 생존성을 증가시키고, 계속적으로 증식할 수 있도록 하며, HeLa 세포에서 금 나노입자-압타머His 복합체로부터 A3-APOHis의 분리는 Cy5-표지 금 나노입자-압타머His에 로딩된 A3-APOHis로 처리 한 HeLa 세포의 공초점 형광 이미지로 확인하였다.Taken together, the increase in intracellular bactericidal activity of A3-APO His by the gold nanoparticle-platemer His complex increases the viability of S. typhimurium-infected mammalian cells, The separation of A3-APO His from the gold nanoparticle-platemer His complex in HeLa cells was performed using HeLa cells treated with A3-APO His loaded on Cy5-labeled gold nanoparticles-aptamer His Confocal fluorescence images were confirmed.

실시예Example 5: ( 5: ( in in vivovivo ) 살모넬라 ) Salmonella 티피뮤리움Tiffy myrium ( ( S. S. TyphimuriumTyphimurium )-감염 마우스에 대한 금 나노입자-) - Gold nanoparticles for infected mice - 압타머Abtamer -AMP 복합체의 살균 효과 확인Confirmation of sterilization effect of -AMP complex

상기 실시예 결과를 바탕으로, 또한 이 시스템이 살아있는 유기체에 적용될 수 있는지 여부를 검토하였다. 이를 위해, 인간 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)에 의해 야기된 장티푸스와 유사한 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 마우스 모델을 이용하였다.Based on the results of the above examples, it was also examined whether the system could be applied to a living organism. To this end, similar to Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) and the typhoid fever caused by human Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) - was used to infect a mouse model.

먼저, 급성 감염은 FvB/N 마우스당 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 1-5 x 102 CFU를 복강 주사 (i.p.)하여 유도하였으며, 상기 접종 후 8 시간 동안, 장간막 림프절, 비장, 및 간을 포함하는 마우스의 장기들에서의 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)의 확산을 모니터링하였다. 접종 4시간 후, 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)의 증식 및 이들 기관에의 정착을 확인하였다.First, acute infection FvB / N induced by Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) injected intraperitoneally (ip) to 1-5 x 10 2 CFU per mouse, eight hours after the inoculation, mesenteric lymph nodes, spleen, and liver Lt; RTI ID = 0.0 > Typhimurium < / RTI > Four hours after the inoculation, the growth of S. typhimurium and its establishment in these organs were confirmed.

또한, 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis의 효과를 최적화하기 위해, 마우스에 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis (8 ㎎/㎏)를 정맥 주사 (i.v.) 후 48 시간 동안 각 장기 내 온전한 A3-APOHis의 상대적인 양을 분석함으로써, A3-APOHis의 반감기를 측정하였다. 이때, A3-APOHis의 존재는 면역염색 및 공초점 레이저 주사 현미경으로 측정하였으며, 이에 따라 측정된 A3-APOHis의 반감기는 기타 관련된 프롤린-풍부 펩타이드보다 훨씬 긴 수치인 28 시간으로 나타났다 (도 12). A3-APOHis는 이를 단독으로 주입 시 마우스의 장기에서 검출되지 않았음을 고려할 때, 금 나노입자-압타머His가 마우스에서 A3-APOHis의 안정성 뿐만 아니라 세포 침투성도 강화함을 알 수 있었다.In addition, the gold nanoparticle-aptamer His -A3-APO to optimize the effect of His, the gold nanoparticles in the mouse-aptamer His -A3-APO His 48 hours of the (8 ㎎ / ㎏) intravenous (iv) , The half-life of A3-APO His was measured by analyzing the relative amount of intact A3-APO3 His in each organ. At this time, the presence of A3-APO3 His was measured by immunostaining and confocal laser scanning microscopy, and the half-life of the measured A3-APO3 His was 28 hours, which was much longer than that of other related proline-rich peptides ). Considering that A3-APO His was not detected in the mouse organs when injected alone, it was found that the gold nanoparticle-aptamer His enhanced the cell permeability as well as the stability of A3-APO His in mice.

다음으로, 금 나노입자-압타머His 복합체가 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)-감염 마우스에서 A3-APOHis의 세포 내 살균 능력을 증가시킬 수 있는지 여부를 확인하기 위하여, 상기 실시예 1-23 및 1-24의 방법으로 실험하였다.Next, in order to confirm whether or not the gold nanoparticle-platemer His complex can increase the intracellular bactericidal ability of A3-APO His in S. Typhimurium-infected mice, 23 and 1-24.

먼저, 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포 접종 4시간 후, 버퍼, A3-APO, A3-APOHis, 금 나노입자-압타머His, 금 나노입자-압타머His-HPN3His, 또는 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis를 감염 마우스에 연속 5 일 동안 하루에 한 번 정맥 주사 (i.v.)하고, 각 군 마우스의 생존율은 10 일 동안 측정하였다.First, Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) cells 4 hours after inoculation, a buffer, APO-A3, A3-APO His, gold nanoparticle-aptamer His, gold nanoparticle-aptamer -HPN3 His His, or gold nano The survival rate of each group of mice was measured for 10 days, intravenously (iv) once a day for consecutive 5 days, with the particle-platelet His -A3-APO His .

그 결과, 도 13에 나타낸 바와 같이, 상기 마우스의 평균생존기간 (median survival duration)은, 버퍼, A3-APO, A3-APOHis, 금 나노입자-압타머His, 또는 금 나노입자-압타머His-HPN3His로 3 회씩 주입한 경우 5.1-5.7 일이었던 반면, 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis로 처리된 마우스의 경우, 모든 마우스가 측정 기간 내에 생존하였다.As a result, the mean survival (median survival duration) of the mouse as shown in FIG. 13, buffer, A3-APO, A3-APO His, gold nanoparticle-aptamer His, or gold nanoparticle-aptamer His If one to three times each injection -HPN3 His 5.1-5.7 il was the other hand, gold nanoparticle-aptamer for His treated mice in -A3-APO His, all mice survived in the measurement period.

이에, 이러한 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis로 처리된 마우스의 100 % 생존이 세포 내 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포의 완전한 제거에 기인한 것인지 확인하기 위하여, 장간막 림프절, 비장, 및 간 등 마우스의 장기에서 생존하는 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포의 수를 측정하였다.Thus, in order to confirm whether 100% survival of mice treated with gold nanoparticle-platamater His -A3-APO His was due to complete removal of intracellular S. typhimurium cells, mesenteric lymph nodes, Salmonella typhimurium (S. Typhimurium) measured the number of cells that survive in mouse organs, such as the spleen, and liver.

그 결과, 도 14에 나타낸 바와 같이, 접종 사흘 후, 감염된 마우스의 이환율 (morbidity)의 가시적 징후가 나타나지 않았을 때, 버퍼, A3-APO, A3-APOHis, 금 나노입자-압타머His, 또는 금 나노입자-압타머His-HPN3His로 처리한 마우스와 비교하여 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis로 처리된 마우스의 경우, 세 장기 모두에서 생존한 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포의 수가 ~93-98 % 감소하였으며, 연속 5 일 동안 하루에 한 번 금 나노입자-압타머His-A3-APOHis를 주입한 감염 마우스의 장기에서는 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium)의 정착이 관찰되지 않았고, 마우스는 접종 7일 후 희생되었다.As a result, as shown in Figure 14, immunization Three days later, when the visible signs of morbidity (morbidity) of infected mice did not show a buffer, A3-APO, A3-APO His, gold nanoparticle-aptamer His, or gold nanoparticle-aptamer His -HPN3 gold nanoparticles as compared to the mice treated with a His-for aptamer His His -A3-APO-treated mouse, a Salmonella typhimurium survival in all three organs Solarium (S. typhimurium) The number of cells was reduced by ~ 93-98%, and in the organs of infected mice injected with gold nanoparticles-aptamer His -A3-APO His once a day for five consecutive days, colonization of S. Typhimurium Was not observed, and mice were sacrificed after 7 days of inoculation.

상기 내용을 종합하면, A3-APOHis가 로딩된 금 나노입자-압타머His 복합체의 정맥 주사 (i.v.) 주입은 세포 내 살모넬라 티피뮤리움 (S. Typhimurium) 세포를 완전히 제거하고 감염 마우스를 생존할 수 있게 함을 알 수 있었다.Taken together, intravenous (iv) injection of A3-APO His -loaded gold nanoparticle-platemer His complex completely removes the intracellular S. typhimurium cells and allows infected mice to survive I can see that it can.

실시예Example 6: ( 6: ( in in vivovivo ) 비브리오 ) Vibrio 불니피쿠스Bulfinicus ( ( VibrioVibrio vulnificusvulnificus )-감염 마우스에 대한 금 나노입자-압타머-AMP 복합체의 살균 효과 확인) - Determination of the bactericidal effect of gold nanoparticle-platamer-AMP complex on infected mice

상기 실시예 결과를 바탕으로, 또한 이 시스템이 다른 감염성 세균인 비브리오 불니피쿠스 (V. vulnificus)의 감염에 적용될 수 있는지 여부를 검토하였다. 이를 위해, 사람에서 패혈증, 식중독을 일으키는 세균인 비브리오 불니피쿠스 (V. vulnificus) 감염 마우스 모델을 이용하였고, 비브리오 불니피쿠스 (V. vulnificus) 특이적 억제 효과가 있는 압타머 HPA3P 및 HPA3PHis를 사용하였다.Based on the results of this example, it was also examined whether this system could be applied to infections of other infectious bacterium, V. vulnificus . For this purpose, a mouse model of infection with V. vulnificus , a germ causing sepsis and food poisoning in humans, was used, and platamol HPA3P and HPA3P His having a specific inhibitory effect on V. vulnificus Respectively.

비브리오 불니피쿠스 (V. vulnificus) 세포 접종 2 시간 후, 버퍼, HPA3PHis, 금 나노입자-압타머His, 또는 금 나노입자-압타머His-HPA3PHis를 감염 마우스에 1 회 정맥 주사 (i.v.)하고, 각 군 마우스의 생존율은 5 일 동안 측정하였다.Vibrio vulnificus (V. vulnificus) cell inoculation After 2 hours, buffer, HPA3P His, gold nanoparticle-aptamer His, or gold nanoparticle-aptamer His His -HPA3P a one-time intravenous injection (iv) infection in mice And the survival rate of each group of mice was measured for 5 days.

그 결과, 도 15에 나타낸 바와 같이, 상기 마우스의 평균생존기간 (median survival duration)은, 버퍼, HPA3PHis, 또는 금 나노입자-압타머His로 1회 주입한 경우, 24~40 시간인 반면, 금 나노입자-압타머His-HPA3PHis로 처리된 마우스의 경우, 모든 마우스가 측정 기간 내에 생존하였다.Whereas when injected once with aptamer His, 24 ~ 40 hours, - As a result, the average survival time of the mice (median survival duration) is, the buffer, HPA3P His, or gold particles as shown in Fig. 15 gold nanoparticle-aptamer for the mice treated with -HPA3P His His, all mice survived in the measurement period.

상기 내용을 종합하면, HPA3PHis가 로딩된 금 나노입자-압타머His 복합체의 정맥 주사 (i.v.) 주입은 세포 내 비브리오 불니피쿠스 (V. vulnificus) 세포 감염 마우스를 생존할 수 있게 함을 알 수 있었다.Taken together, the above information, His HPA3P the loading gold nanoparticle-IV of aptamer His composite (iv) injection of cells Vibrio vulnificus (V. vulnificus) cells found to be able to survive the infection, the mouse there was.

따라서, 금 나노입자-압타머His 복합체를 항균 펩타이드의 전달 물질로 사용하는 경우, 독성을 낮추고 전달 효율 높일 수 있는 바, 이를 항균 물질을 이용한 치료에 응용할 수 있음을 시사하고 있다. Therefore, when the gold nanoparticle-platemer His complex is used as a carrier for an antibacterial peptide, the toxicity can be lowered and the delivery efficiency can be increased, suggesting that the gold nanoparticle-platemer His complex can be applied to the treatment using an antibacterial substance.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (7)

금 나노입자;
상기 금 나노입자의 표면에 결합되는 압타머 (aptamer); 및
상기 압타머에 결합되는 항균 펩타이드로 이루어지는 나노 구조체를 포함하는, 항균용 조성물.
Gold nanoparticles;
An aptamer bonded to the surface of the gold nanoparticles; And
And an antimicrobial peptide that is bound to the platemaker.
제1항에 있어서,
상기 금 나노입자는 10-20 nm의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는, 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the gold nanoparticles have a size of 10-20 nm.
제1항에 있어서,
상기 압타머는 표지물질 (tag)로 표지된 것을 특징으로 하는, 조성물.
The method according to claim 1,
Characterized in that the aptamer is labeled with a label.
제1항에 있어서,
상기 항균 펩타이드는 표지물질 (tag)로 표지된 것을 특징으로 하는, 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein said antimicrobial peptide is labeled with a label.
제4항에 있어서,
상기 압타머는 상기 표지물질에 특이적으로 결합하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
5. The method of claim 4,
Wherein the aptamer specifically binds to the labeling substance.
제3항 또는 4항에 있어서,
상기 표지물질은 히스티딘 (His)인 것을 특징으로 하는, 조성물.
4. The method according to claim 3 or 4,
Wherein the labeling substance is histidine (His).
금 나노입자와 압타머 (aptamer)를 결합시키는 단계; 및
상기 압타머에 항균 펩타이드를 결합시키는 단계를 포함하는, 나노 구조체 제조 방법.
Combining gold nanoparticles with an aptamer; And
And binding the antimicrobial peptide to the squamometer.
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