Antimicrobial Activities of Eriobotrya japonica Lindl. Leaf Extract against Methicillin-resistant Staphylococcus aureus

Abstract

메치실린계 내성 황색포도상구균 (methicillin-resistant Staphylococcus aureus ; MRSA)은 메티실린에 내성을 지닐 뿐만 아니라 세팔로스포린, 암피실린, 나프실린 등과 같은 베타락탐 (β-lactam) 계열 항생제를 비롯한 많은 항생제에 내성을 지니고 있어 항생제 사용이 한정되어있다. 이에 따라 최근에는 항생제 내성 균주의 발생에 관한 우려가 없으면서 항생제를 대신 할 수 있는 천연물질, 즉 식물 또는 동물 유래 성분을 이용한 항균활성물질의 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 사회적으로 문제가 되고 있는 항생제 내성균의 제어를 위한 연구의 일환으로 예로부터 민간과 한방에서 널리 이용되어 온 9개의 약용식물을 메탄올에 추출하여 항균활성을 조사하였고 그 중에서 MRSA에 대한 항균활성이 우수한 비파잎을 가지고 anti-MRSA 활성을 가지고 있는 fraction의 분리 및 항균 기작을 조사하였다. 그 결과 분획물 중 가장 뛰어난 항균활성을 나타내는 비파잎의 ethyl acetate 분획으로부터 8개의 fraction을 얻었고 ethyl acetate fraction 03 (EF03)에서 가장 높은 MIC 값 (32 μg/mL)의 anti-MRSA 활성을 확인할 수 있었다. Ethyl acetate 분획물 중 EF03이 ß-lactam 계 항생제 내성에 관여하는 MRSA 내의 penicillin binding protein 2a (PBP2a) 단백질의 불활성 및 합성을 저해하는데 분자생물학적인 영향을 알아보기 위하여 RT-PCR과 western blot을 이용하여 PBP2a 단백질의 발현량과 MRSA의 ß-lactam 계 항생제 내성에 관여하는 유전자들의 전사량을 조사하였다. ß-lactam 계 항생제 내성에 관여하는 mec operon (mecA, mecI, mecR1) 중 mecA, mecR1 이 EF03에 의하여 농도 의존적으로 저해되는 것을 관찰할 수 있었고, mec operon 밖의 유전자인 femA 도 농도 의존적으로 감소되는 것을 확인하였다. mecA 유전자의 최종산물인 PBP2a 의 발현량 또한 비파잎 추출물의 ethyl acetate 분획물 중 EF03에 농도 의존적인 MRSA 항균작용을 가진다는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과는 EF03 이 직접적으로 MRSA에서 ß-lactam 계 항생제의 세포 내 수송을 억제하는 PBP2a 단백질의 발현을 억제함으로써 ß-lactam 계 항생제의 MRSA 에 대한 항생제 감수성을 회복시킨다는 결론을 도출하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 향후 비파잎 추출물에 함유되어 있는 항균물질을 이용하여 MRSA 와 같은 항생제 내성균의 제어를 위한 alternative phytotherapeutic agent와 같은 치료제 개발에 연결될 것으로 기대된다.