Background: Biofilms, such as those from Staphylococcus epidermidis, are generally insensitive to traditional antimicrobial agents, making it difficult to inhibit their formation. Although quercetin has excellent antibiofilm effects, its clinical applications are limited by the lack of sustained and targeted release at the site of S. epidermidis infection. Objectives: Polyethylene glycol-quercetin nanoparticles (PQ-NPs)-loaded gelatin-N,O-carboxymethyl chitosan (N,O-CMCS) composite nanogels were prepared and assessed for the on-demand release potential for reducing S. epidermidis biofilm formation. Methods: The formation mechanism, physicochemical characterization, and antibiofilm activity of PQ-nanogels against S. epidermidis were studied. Results: Physicochemical characterization confirmed that PQ-nanogels had been prepared by the electrostatic interactions between gelatin and N,O-CMCS with sodium tripolyphosphate. The PQ-nanogels exhibited obvious pH and gelatinase-responsive to achieve on-demand release in the micro-environment (pH 5.5 and gelatinase) of S. epidermidis. In addition, PQ-nanogels had excellent antibiofilm activity, and the potential antibiofilm mechanism may enhance its antibiofilm activity by reducing its relative biofilm formation, surface hydrophobicity, exopolysaccharides production, and eDNA production. Conclusions: This study will guide the development of the dual responsiveness (pH and gelatinase) of nanogels to achieve on-demand release for reducing S. epidermidis biofilm formation.
Chaudhary, Ajay K;Chaudhary, Shruti;Ghosh, Kanjaksha;Shanmukaiah, Chandrakala;Nadkarni, Anita H
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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제17권3호
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pp.1519-1529
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2016
Background: Matrix metalloproteinase -2 (gelatinase-A, Mr 72,000 type IV collagenase, MMP-2) and -9 (gelatinase-B, Mr 92,000 type IV collagenase, MMP-9) are key molecules that play roles in tumor growth, invasion, tissue remodeling, metastasis and stem-cell regulation by digesting extracellular matrix barriers. MMP-2 and -9 are well known to impact on solid cancer susceptibility, whereas, in hematological malignancies, a paucity of data is available to resolve the function of these regulatory molecules in bone marrow mononuclear cells (BM-MNCs) and stromal cells of myelodysplastic syndrome (MDS) and acute myeloid leukemia (AML). Objectives: The present study aimed to investigate mRNA expression and gelatinase A and B secretion from BM-MNCs in vitro and genotypic associations of MMP-2 (-1306 C/T; rs243865), MMP-9 (-1562 C/T; rs3918242), tissue inhibitor of metalloproteinase -1 (TIMP-1) (372T/C; rs4898, Exon 5) and TIMP-2 (-418G/C; rs8179090) in MDS and AML. Results: The study covered cases of confirmed MDS (n=50), AML (n=32) and healthy controls (n=110). MMP-9 mRNA expression revealed 2 fold increased expression in MDS-RAEB II and 2.5 fold in AML M-4 (60-70% blasts). Secretion of gelatinase-B also revealed the MMP-9 mRNA expression and ELISA data also supported these data. We noted that those patients having more blast crises presented with more secretion of MMP-9 and its mRNA expression. In contrast MMP-9 (-1562 C/T) showed significant polymorphic associations in MDS (p<0.02) and AML (p<0.02). MMP-9 mRNA expression of C/T and T/T genotypes were 1.5 and 2.5 fold increased in MDS and AML respectively. In AML, MMP-2 C/T and T/T genotypes showed 2.0 fold mRNA expression. Only MMP-9 (-1306 C/T) showed significant 4 fold (p<0.001) increased risk with chemical and x-ray exposed MDS, while tobacco and cigarette smokers have 3 fold (p<0.04) risk in AML. Conclusions: In view of our results, MMP-9 revealed synergistic secretion and expression in blast crises of MDS and AML with 'gene' polymorphic effects and is significantly associated with increased risk with tobacco, cigarette and environmental exposure. Release and secretion of these enzymes may influence hematopoietic cell behavior and may be important in the clinical point of view. It may offer valuable tools for diagnosis and prognosis, as well as possible targets for the treatments.
Lysobacter capsici YS215의 특성 및 뿌리혹선충 방제에 미치는 영향을 조사하였다. YS1215의 생육은 배양 6일째 최고였으며, 생육에 따른 chitinase와 gelatinase의 활성은 각각 3일째와 5일째에 가장 높은 활성을 보였다. YS1215 배양액이 선충 피해 방제와 식물 생장에 미치는 영향을 조사해 본 결과, 5주째 식물 지상부 생체중 및 건조중에서 배양액 반량구에서 가장 높게 나타났지만, 9주째에는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구에서 차이를 보이지 않았다. 하지만 9주째 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구가 물처리구 보다 높게 나타났다. 지상부 길이에서는 미생물 배양액 반량구 처리구가 가장 높았다. 선충 피해 방제에 있어서 난낭수, 뿌리혹수 및 토양내 유충수에서 각각 농약 처리구에서 가장 낮게 나타났으나, 미생물 배양액 처리구와의 유의적 차이는 보이지 않았다. 미생물 배양액 처리구는 미생물 배양액 반량구 및 물 처리구와는 유의적 차이가 있는 것으로 조사되었다. 그러므로 다양한 분해효소를 생성하는 L. capsici YS1215의 뿌리혹선충방제에 대한 충분한 가능성과 가치가 있다고 사료된다.
Forty-one Enterococcus faecalis (E. faecalis) isolates from feces of pigs and chickens in Korea were screened for the presence of virulence factors. Gelatinase activity (85.4%, 35/41) was the more commonly observed phenotype of virulence in E. faecalis, compared with hemolytic activity (12.2%, 5/41). Thirty-one of 35 (88.6%) gelatinase-positive E. faecalis isolates harbored the gelE and fsrABC genes. A gene encoding for the enterococcal surface protein (Esp) was detected in 24.4% (10/41) of the isolates. All beta-hemolysin-producing isolates harbored the esp gene.
생쥐의 calvarial osteoblast세포를 분리배양하여 gelatinase생성여부를 골흡수과정에서의 역할을 규명하기 위하여 SDS-PAGE-zymography분석을 한 결과 progelatinase-A를 항속적으로 합성하고 있음을 확인하였다. 생쥐의 osteoblasts를 골재흡수 약물인 PTH, $1,25(OH)_2D_3$, 단핵구배양액 (MCM) 그리고 IL-1으로 자극시키면 gelatinase생산을 촉진하여 콜라겐분해가 증가되었으나, indomethacin과 dexamethasone은 생쥐의 osteoblastic세포의 collagenolysis를 저해하였다. 한편, 골재흡수에 IL-1을 생쥐태아 유래의 장골조직배양 (fetal mouse long bone organ culture)에 처리하자 IL-1 은 골재흡수를 촉진하였다. 더우기, $IL-1{\alpha}$의 농도의존성에 대한 indomethacin과 dexametasone의 영향을 검토한 결과 직선형의 비례커브로 영향을 미쳤다. 이러한 골대사의 지견을 바탕으로 대영전-자하거의 열수추출물의 시험관내 독성검사에서 $1-200\;{\mu}g/ml$의 농도에서는 독성이 없었으며, 또한, $300\;{\mu}g/ml$ 농도에서도 생쥐의 calvarial골에는 독성이 없었다. 대영전-자하거 extract는 PTH (2 units/ml), MCM (5%, v/v), $rhIL-1{\alpha}$ (1 ng/ml) $1,25(OH)_2D_3$ (10 ng/ml)처리에 대해서 그리고 $IL-1{\alpha}$와 $IL-1{\beta}$-유발 collagenolysis에 대해서도 보호효과가 있었다. 대영전-자하거extract을 1시간동안 전처리와 후처리에서 콜라겐분해에 약간의 보호활성이 있었으며 $IL-1{\alpha}$와 $IL-1{\beta}$에 의해 유발되는 콜라겐분해에 보호활성이 보였다. 1시간동안 전처리는 콜라겐분해를 감소시키며, 대영전-자하거 extract는 gelatinase효소를 저해하였으며 PTH, $1,25(OH)_2D_3$, $IL-1{\beta}$ 및 $IL-1{\alpha}$로 유발된 효소활성화가 저해되었다. 즉, 대영전-자하거 extracts는 $IL-1{\alpha}-$와 $IL-1{\beta}$에 의해 촉진되는 골재흡수에 효과적이었으며, 비스테로이드성 항염증제제 (indomethacin 과 dexamethasone)에 의한 골재흡수방지 효과와 유사하였다. 이러한 결과는 대영전-자하거extract가 골다공증치료에 효과적임을 나타내는 것이다.
치아이동에 대한 생력학적 반응은 골 형성과 재형성의 조합이라 할 수 있다. 골 형성과 흡수에는 국소적으로 작용하는 여러 부분비 인자가 관여한다. 대표적인 여성호르몬인 에스트로젠과 프로게스테론도 그 중의 한 인자로 성인 여성은 생리, 임신, 폐경 등 상태에 따라 체내 성호르몬 농도가 달라진다. 따라서 이러한 농도의 변화에 따라 골조직이 영향을 받을 수 있을 것으로 추정된다. 골모세포는 골흡수를 일으키는 호르몬인 PTH, Vit $D_3$ 등에 일차적으로 반응함으로써 골형성 뿐만 아니라 골흡수에도 일정한 역할을 하고 있어 파골 세포에 영향을 주는 부분비 인자도 추측해 볼 수있다. 본 연구에서는 ROS17/2.8 및 HOS 세포주를 배양하면서 에스트로젠 및 프로게스테론 등 여성 호르몬을 처리한후 골모세포의 증식과 활성에 미치는 영향을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 에스트로젠은 HOS 세포의 증식을 억제하였으며 ROS17/2.8 세포의 증식은 촉진하는 것으로 관찰되었다. 2. 에스트로젠은 HOS 세포의 alkaline phosphatase 활성을 증가시켰고 ROS 세포에서는 효소활성을 억제하는 것으로 나타났다. 3. 프로게스테론은 HOS 및 ROS17/2.8 세포 모두의 증식을 억제하였으며 골모세포의 alkaline phosphatase 활성에는영향을 미치지 못하였다. 4. 에스트로젠과 프로게스테론은 골모세포내에서 생성되는 superoxide, nitric oxide 및 gelatinase 활성 등 골모세포의 기능에는 유의한 변화를 일으키지 않았다.
급성 심 질환 환자는 트로포닌(troponin)과 같은 생물학적 표지자(biomarker)가 등장하면서 진단과 치료에 많은 개선이 있었다. 콩팥 질환에서는 많은 치료약제 개발이 꾸준하게 진전해 왔음에도 불구하고 실제 사망률이나 이환률은 별로 개선되지 않았다. 급성 콩팥 손상 환자를 대상으로 응급의료센터에서 측정한 NGAL의 측정치는 NGAL이 증가할수록 Creatinine이 유의하게 증가 하였다. 그러나, AST, ALT, BUN, Na, K, Cl 과의 상관관계는 통계적으로 유의하지 않았다. NAGL kit와 ELISA의 민감도는 ${\geq}300$ (92.2%), ${\geq}200$ (95.6%), ${\geq}100$ (99.6%), 특이도는 ${\geq}300$ (95.1%), ${\geq}200$ (97.3%), ${\geq}100$ (99.4%)로 조사되었으며 양성예측도는 ${\geq}300$ (93.3%), ${\geq}200$ (93.4%), ${\geq}100$ (99.2%), 음성예측도는 ${\geq}300$ (96.7%), ${\geq}200$ (97.7%), ${\geq}100$ (98.1%)로 조사되었으며, 급성 콩팥 손상의 정도를 평가하는 검사로써 조기 진단 및 예후를 예측함에 있어서 환자의 치료의 결정에 유용하게 이용 될 수 있다. 향후 응급의료센터에서 콩팥 질환 환자의 중증도를 평가하고 치료 방향을 결정하며, 예후를 예측하는데 있어서 NGAL kit 검사가 도움이 될 수 있다고 생각한다.
Kim, Jong Duk;Chee, Hyun Keun;Shin, Je Kyoun;Kim, Jun Seok;Lee, Song Am;Kim, Yo Han;Lee, Woo Surng;Kim, Hye Young
Journal of Chest Surgery
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제47권3호
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pp.240-248
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2014
Background: Open heart surgery using cardiopulmonary bypass (CPB) is considered one of the most frequent surgical procedures in which acute kidney injury (AKI) is a frequent and serious complication. The aim of the present study was to evaluate the efficiency of neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) as an early AKI biomarker after CPB in cardiac surgery (CS). Methods: Thirty-seven adult patients undergoing CS with CPB were included in this retrospective study. They had normal preoperative renal function, as assessed by the creatinine (Cr) level, NGAL level, and estimated glomerular filtration rate. Serial evaluation of serum NGAL and Cr levels was performed before, immediately after, and 24 hours after the operation. Patients were divided into two groups: those who showed normal immediate postoperative serum NGAL levels (group A, n=30) and those who showed elevated immediate postoperative serum NGAL levels (group B, n=7). Statistical analysis was performed using Statistical Package for the Social Sciences version 18. Results: Of the 37 patients, 6 (6/37, 16.2%) were diagnosed with AKI. One patient belonged to group A (1/30, 3.3%), and 5 patients belonged to group B (5/7, 71.4%). Two patients in group B (2/7, 28.5%) required further renal replacement therapy. Death occurred in only 1 patient (1/37, 2.7%), who belonged to group B. Conclusion: The results of this study suggest that postoperative plasma NGAL levels can be used as an early biomarker for the detection of AKI following CS using CPB. Further studies with a larger sample size are needed to confirm our results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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