Exploitation of a novel adjuvant for polymyxin B against the multidrug-resistant Acinetobacter baumannii|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

다제내성 아시네토박터 바우마니 균에 대한 폴리믹신B의 신규 보조제 개발
김선영

충남대학교 대학원 생명과학과 분자미생물학 및 생명공학 전공 (지도교수 노 재 랑)

아시네토박터 바우마니와 같이 여러 가지 계열의 항생제에 저항성을 가진 다제내성 박테리아를 포함한 항균 저항성 박테리아의 출현은 심각한 공중 보건 문제를 야기한다. 항균 저항성 박테리아로 인한 감염은 230,000명을 포함하여, 연간 최소 700,000 명의 사망을 초래한다. 감염을 막기위해 여러 가지 항생제들이 사용되는데 최후의 수단이라고 불리는 폴리믹신 항생제는 신경 손상 및 신장 독성을 유발하기 때문에 금지되었지만 다제내성 그람 음성 박테리아에 대하여 마지막 항생제로 병원에서만 국소적으로 사용된다. 안타깝게도 최근 폴리믹신에 내성을 가진 아시네토박터 바우마니의 급격한 발생 증가로 인하여 폴리믹신을 이용한 치료 효능이 오래가지는 못하였다. 고용량의 폴리믹신은 현재 제한적으로 사용 되어 있고 독성으로 인한 환자의 신장 손상이 문제로 남겨져 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 아시네토박터 바우마니균에 대하여 지시약을 이용한 박테리아의 세포 호흡 측정을 기반으로 고 처리량 스크리닝 시스템을 통해 6,423 개의 화합물 라이브러리에서 저용량의 폴리믹신과 함께 처리하였을 때 고용량의 폴리믹신을 처리한 것과 비슷한 효과를 나타내면서 독성이 없는 잠재적인 보조제 역할을 하는 새로운 합성 화합물을 선별하였다.
본 연구의 결과를 통해 폴리믹신과 선별된 PA108 보조제를 함께 처리하였을 때 폴리믹신 단일 처리 농도보다 보조제와 같이 처리하였을 때 항생제 감수성 증가를 통한 32 배 낮은 MIC 값을 확인하는 결과를 얻었다. 또한 CFU, 체커보드 분석 등의 다양한 항균 활성 실험을 통해서도 유의적인 항생 시너지 효과를 확인하였다. 이는 다른 종인 크랩시엘라 뉴모니아 및 슈도모나스 에루지노사의 콜리스틴 내성 박테리아에서도 뛰어난 항생 효과를 보이는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 보조제의 작용 기전을 살펴보기 위해, Propidium iodide (PI), 3,3’-dipropylthiadicarbocyanine iodide (diSC3(5))을 이용한 원형질막 투과성 분석, 전위차에 따른 막 투과성 분석 실험과 RNA-seq을 통한 주요 유전자의 발현 확인과 전사체 분석을 진행하였습니다. 그리고 이를 통해 막 전위 변화와 이로 인한 삼투압 스트레스 반응을 유발함으로써 폴리믹신의 기능을 보조하여 작용하는 메커니즘을 규명하였다. 추가적으로 생체 내 실험에서 사용된 폴리믹신과 보조제의 농도는 신장 독성은 유발하지 않는 것을 확인하였다. 또한 PA108의 보조제로서의 인체 사용 적용 가능성 확인을 위한 아시네토박터 바우마니 감염 마우스 모델 실험에서 저농도의 폴리믹신과 보조제를 함께 처리하면 마우스의 생존율이 증가함을 확인하였다. 따라서 본 학위논문은 항생제가 등장한 이후 끊임없이 증가하는 다중 약물 내성 그람 음성 박테리아를 저용량의 항생제를 사용함으로써 항생제 내성균의 발생 및 증가를 감소시키고 이를 퇴치할 수 있는 하나의 해결책을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

번역하기

다제내성 아시네토박터 바우마니 균에 대한 폴리믹신B의 신규 보조제 개발 김선영 충남대학교 대학원 생명과학과 분자미생물학 및 생명공학 전공 (지도교수 노 재 랑) 아시네토박터 바우...

목차 (Table of Contents)

1. Introduction 1
1.1. Antimicrobial resistance (AMR) 1
1.2. Polymyxin (PMB) 4
1.3. Antibiotic adjuvants 6
2. Materials and methods 9

1. Introduction 1
1.1. Antimicrobial resistance (AMR) 1
1.2. Polymyxin (PMB) 4
1.3. Antibiotic adjuvants 6
2. Materials and methods 9
2.1. Bacterial strains, culture conditions and media 9
2.2. Chemical compounds and antibiotics 11
2.3. Polymyxin adjuvant screening based on bacterial respiration 12
2.4. Minimal inhibitory concentrations (MIC) and Checkerboard assay 13
2.5. Time-dependent killing assay 14
2.6. Fluorescence microscope and flow cytometry assay 15
2.7. Cytotoxicity assay 16
2.8. In vivo synergy studies in mouse model 17
2.9. RNA sequencing and bioinformatics analyses to confirm the mechanism of action of polymyxin adjuvant 18
2.10. Membrane permeability assay and depolarization assay 20
3. Results 21
3.1. Bacterial respiration-based screening of the polymyxin B adjuvant 21
3.2. Evaluation of bactericidal effect on PMB and an adjuvant PA108 24
3.3. Evaluation of the effect of pa108 derivatives as adjuvants and small molecule structural specificity of PA108 27
3.4. Effect of combination of PMB and PA108 on the bacterial membranes 30
3.5. RNA-sequencing analysis of A. baumannii on PMB and PA108 combination treatment 33
3.6. Safety evaluation of PMB and PA108 combination 36
3.7. Treatment of PMB and PA108 shows synergy in vivo in a mouse model 38
4. Discussion 40
5. References 42
Abstracts 46

상세검색

RISS 보유자료

상세검색

해외전자자료

Exploitation of a novel adjuvant for polymyxin B against the multidrug-resistant Acinetobacter baumannii

부가정보

분석정보

이 자료와 함께 이용한 RISS 자료

나만을 위한 추천자료