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락토페린

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목차

1. 개요

락토페린은 다양한 체액과 분비물에 존재하는 철 결합 단백질로, 항균, 항바이러스, 항진균, 항암 등 다양한 생물학적 기능을 수행한다. 1939년 처음 발견된 락토페린은 1960년대에 구조와 특성이 밝혀졌으며, 유전자 및 분자 구조 연구를 통해 다양한 펩타이드 형태로 존재함이 밝혀졌다. 락토페린은 선천 면역 체계에 관여하며, 철 이온 결합 외에도 핵산과의 상호작용, 항산화, 지질 대사 개선, 창상 치유 촉진 등의 효과를 가진다. 락토페린 수용체를 통해 세포 내로 유입되며, 눈물, 대변 등에서 진단적 가치를 가지며, 괴사성 장염, 치주 질환 등의 치료에 활용될 수 있다. 락토페린은 분리 및 정제 기술, 나노기술에 응용되며, 안전성이 확보되어 식품 및 건강 보조 식품으로 사용된다.

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락토페린
일반 정보
다른 이름락토트랜스페린
영어 이름Lactoferrin, Lactotransferrin
특징
종류단백질
기능철 결합 단백질, 면역 조절, 항균 작용
발견 및 연구
최초 발견1939년 우유에서 분리
연구항균 작용
항바이러스 작용
항암 작용
면역 조절 작용
생물학적 역할
역할신생아의 장 내 철 흡수 촉진
세균 성장 억제
염증 반응 조절
분포
분포우유
초유
눈물
침
점액
호중구
임상적 중요성
임상적 중요성호흡기 감염 위험 감소 (메타 분석 결과)
COVID-19 회복 지원 가능성 (연구 중)
영양 보충제
영양 보충제시판 중인 락토페린 보충제의 품질 관리가 중요함
참고 문헌
참고 문헌#cite_note-산체스-1
#cite_note-애쉬라프-2
#cite_note-레빈-3
#cite_note-퍼셀-4
#cite_note-알리-5
#cite_note-유레칼러트-6
#cite_note-島崎-7
#cite_note-8

2. 역사

1939년에 소의 우유에서 철을 포함하는 붉은 단백질이 처음 보고되었으나,[7] 당시에는 충분히 정제되지 않아 특성 규명이 어려웠다. 1960년경 분자량, 등전점, 광흡수 스펙트럼 등 락토페린에 대한 상세한 연구가 이루어졌으며, 단백질 분자당 두 개의 철 원자가 존재한다는 사실이 밝혀졌다.[8][13] 1961년 우유에서 추출되었고, 철을 포함하며, 혈청 트랜스페린과 구조적, 화학적으로 유사하다는 점에 착안하여 '락토페린'(lactoferrin)으로 명명되었다. (이전에는 '락토트랜스페린'(lactotransferrin)으로도 불림) 이후 연구를 통해 락토페린이 우유뿐만 아니라 다양한 체액 및 분비물에 존재하며, 항미생물 작용을 한다는 사실이 밝혀졌다.[9]

3. 구조

X선 결정학에 따르면 락토페린은 약 700개의 아미노산으로 구성된 하나의 폴리펩타이드 사슬을 기반으로 하며, N-로브와 C-로브라는 두 개의 상동성 구형 단백질 도메인을 형성한다. N-로브는 아미노산 잔기 1-333에 해당하고 C-로브는 345-692에 해당하며, 해당 도메인의 끝은 짧은 α-나선으로 연결되어 있다.[15][16] 각 로브는 N1, N2 및 C1, C2의 두 개의 서브도메인으로 구성되며, 하나의 철 결합 부위와 하나의 당화 부위를 포함한다. 단백질의 당화 정도는 다를 수 있으며, 따라서 락토페린의 분자량은 76~80 kDa 사이에서 다양하다. 락토페린의 안정성은 높은 당화 정도와 관련이 있다.[17]

락토페린은 염기성 단백질에 속하며, 등전점은 8.7이다. 철이 풍부한 홀로락토페린과 철이 없는 아포락토페린의 두 가지 형태로 존재한다. 이들의 3차 구조는 다르며, 아포락토페린은 N-로브의 "열린" 구조와 C-로브의 "닫힌" 구조를 특징으로 하며, 홀로락토페린에서는 두 로브 모두 닫혀 있다.[18]

각 락토페린 분자는 두 개의 철 이온, 아연, 구리 또는 다른 금속을 가역적으로 결합할 수 있다.[19] 결합 부위는 두 개의 단백질 구상체 각각에 위치한다. 여기서 각 이온은 6개의 리간드와 결합하는데, 폴리펩타이드 사슬에서 4개 (두 개의 티로신 잔기, 하나의 히스티딘 잔기 및 하나의 아스파르트산 잔기)와 탄산 또는 중탄산염 이온에서 2개이다.

락토페린은 철과 함께 붉은색 복합체를 형성하며, 철에 대한 친화력은 트랜스페린보다 300배 더 높다.[20] 약산성 환경에서 친화력이 증가하는데, 이는 염증 동안 조직의 pH가 젖산 및 기타 산의 축적으로 인해 감소할 때 트랜스페린에서 락토페린으로의 철 전달을 용이하게 한다.[21]

3. 1. 유전자

포유류 11종에서 락토페린 유전자 서열이 최소 60개 이상 밝혀졌다.[10] 대부분의 종에서 종결 코돈은 TAA이며, 생쥐에서는 TGA이다. 종 간 유전자 다형성은 종 내 다형성보다 훨씬 다양하다. 호모 사피엔스에서는 8개, 생쥐에서는 6개, 염소에서는 6개, 소에서는 10개, 돼지에서는 20개의 아미노산 서열 차이가 있다.[5]

사람의 락토페린 유전자 ''LTF''는 3번 염색체의 유전자좌 3q21-q23에 위치한다. 소의 코딩 서열은 17개의 엑손으로 구성되어 있으며 길이는 약 34,500 뉴클레오타이드 쌍이다. 소 락토페린 유전자의 엑손은 트랜스페린 계열의 다른 유전자 엑손과 크기가 유사하지만, 인트론 크기는 다르다. 락토페린 유전자 다형성 연구는 유방염 저항성 가축 품종 선별에 도움을 줄 수 있다.[12]

3. 2. 분자 구조

X선 결정학에 따르면 락토페린은 약 700개의 아미노산으로 구성된 하나의 폴리펩타이드 사슬을 기반으로 하며, N-로브와 C-로브라는 두 개의 상동성 구형 단백질 도메인을 형성한다. N-로브는 아미노산 잔기 1-333에 해당하고 C-로브는 345-692에 해당하며, 해당 도메인의 끝은 짧은 α-나선으로 연결되어 있다.[15][16] 각 로브는 N1, N2 및 C1, C2의 두 개의 서브도메인으로 구성되며, 하나의 철 결합 부위와 하나의 당화 부위를 포함한다. 단백질의 당화 정도는 다를 수 있으며, 따라서 락토페린의 분자량은 76~80 kDa 사이에서 다양하다. 락토페린의 안정성은 높은 당화 정도와 관련이 있다.[17]

락토페린은 염기성 단백질에 속하며, 등전점은 8.7이다. 철이 풍부한 홀로락토페린과 철이 없는 아포락토페린의 두 가지 형태로 존재한다. 이들의 3차 구조는 다르며, 아포락토페린은 N-로브의 "열린" 구조와 C-로브의 "닫힌" 구조를 특징으로 하며, 홀로락토페린에서는 두 로브 모두 닫혀 있다.[18]

각 락토페린 분자는 두 개의 철 이온, 아연, 구리 또는 다른 금속을 가역적으로 결합할 수 있다.[19] 결합 부위는 두 개의 단백질 구상체 각각에 위치한다. 여기서 각 이온은 6개의 리간드와 결합하는데, 폴리펩타이드 사슬에서 4개 (두 개의 티로신 잔기, 하나의 히스티딘 잔기 및 하나의 아스파르트산 잔기)와 탄산 또는 중탄산염 이온에서 2개이다.

락토페린은 철과 함께 붉은색 복합체를 형성하며, 철에 대한 친화력은 트랜스페린보다 300배 더 높다.[20] 약산성 환경에서 친화력이 증가하는데, 이는 염증 동안 조직의 pH가 젖산 및 기타 산의 축적으로 인해 감소할 때 트랜스페린에서 락토페린으로의 철 전달을 용이하게 한다.[21]

4. 기능

락토페린은 선천 면역 체계에 속하며, 철 이온 결합 및 수송 외에도 항균, 항바이러스, 항기생충, 촉매, 항암, 항알레르기 등 다양한 생리 활성을 갖는다.[27] 락토페린의 주요 기능은 다음과 같다.

기능설명
항미생물 활성자유 철 이온을 격리하여 세균 성장을 억제하고, 세균 세포벽의 리포다당류(LPS)에 결합하여 세포막 투과성에 영향을 주어 살균 작용을 한다. 헬리코박터 파일로리 부착 및 녹농균에 의한 바이오필름 형성을 억제한다.
항바이러스 활성바이러스 입자가 표적 세포에 결합하는 것을 방해하고, 바이러스 복제를 억제한다. 단순 포진 바이러스, 거대 세포 바이러스, 인간 면역 결핍 바이러스(HIV), C형 간염 바이러스 등 다양한 바이러스에 작용한다.
항진균 활성백선균, 칸디다 알비칸스 등 진균류의 성장을 억제한다. 플루코나졸 내성 균주에도 효과를 보일 수 있다.
항암 활성젖소 락토페린(bLF)은 쥐 실험에서 폐, 방광, 혀, 결장 및 간 발암 과정에서 항암 활성을 보였다. 구강암 발병률을 감소시키고, 종양 세포에 세포 자멸사를 유도하며, 혈관 신생을 억제한다.
효소 활성RNA를 가수분해하며 피리미딘 특이적 분비 리보핵산분해효소(RNase)의 특성을 보인다.
뼈 건강 증진뼈 흡수를 줄이고 뼈 형성을 증가시킨다. 파골세포 형성을 감소시키고, 골아세포의 증식과 분화를 촉진한다. 골다공증 모델 랫트에서 골밀도 상승 효과가 보고되었다.
핵산과의 상호작용DNA, RNA 등 핵산과 결합하는 능력이 있으며, 특히 이중 가닥 DNA에 더 잘 결합한다.
항산화 작용유리 철 이온을 제거하여 과산화 수소로부터 히드록시 라디칼이 생성되는 반응을 억제한다.
지질 대사 개선지방 세포 분화 과정에서 지방 방울 양성 세포 수를 감소시키고, 혈액 및 간 속 중성 지방과 콜레스테롤을 감소시킨다. 임상 시험에서 체중 감소와 복부 내장 지방 감소 효과가 확인되었다.
창상 치유 촉진섬유아세포나 각질 세포(케라티노사이트)의 세포 유주를 촉진하고, 콜라겐 및 히알루론산 생성을 촉진한다.


4. 1. 항미생물 활성

락토페린은 자유 철 이온을 격리하여 세균 성장에 필수적인 기질을 제거함으로써 항균 작용을 한다.[36] 이는 세균 증식을 억제하는 정균 작용이다. 락토페린은 세균 세포벽의 리포다당류(LPS)에 결합하며, 락토페린의 산화된 철 부분은 과산화물 형성을 통해 세균을 산화시킨다.[5] 이는 막 투과성에 영향을 미치고 세포 파괴(용해)를 초래하는 살균 작용이다.[5]

락토페린은 H+-ATPase를 표적으로 삼아 세포막 내 양성자 이동을 방해하여 ''생체외''에서 치명적인 효과를 나타내기도 한다.[41] 락토페린을 트립신으로 ''생체외'' 절단하여 생성되는 특정 펩타이드인 락토페리신은 세균 세포막의 양성자 이동을 방해하여 항균 활성을 나타낸다.[39][40]

락토페린은 위에서 ''헬리코박터 파일로리''의 부착을 방지하여 소화기 질환 감소에 도움을 준다. 특히 소 락토페린은 사람 락토페린보다 ''헬리코박터 파일로리''에 대해 더 많은 활성을 보인다.[42]

그람 양성균과 그람 음성균에 관계없이 많은 세균은 생장에 철이 필요하다. 트랜스페린과 마찬가지로, 락토페린은 철을 빼앗아 세균의 증식을 억제한다.[80][81] 락토페린의 철 포화도가 높아짐에 따라 항균 활성은 저하된다. 락토페린은 그람 음성균의 세포막의 주요 구성 성분인 LPS와 결합하여 세포막 구조를 취약하게 만들어 항균 활성을 나타내기도 한다.[80][81] 또한 락토페린은 녹농균에 의한 바이오필름 형성을 억제한다. 락토페린을 펩신으로 분해한 부분 펩타이드인 락토페리신은 세균의 세포벽에 손상을 줌으로써 락토페린보다 10배 이상 강력한 항균 활성을 나타낸다.

모유 중에서도, 특히 출산 후 며칠 동안 분비되는 초유에는 락토페린이 많이 함유되어 있다. 수유를 통해 면역글로불린이나 락토페르옥시다아제 등과 함께, 모체로부터 락토페린이 신생아에게 흡수된다. 락토페린은 이러한 인자들과 공동으로, 면역계가 미숙한 신생아를 외부의 적으로부터 방어하고 있는 것으로 생각된다. 유산균이나 비피더스균 등의 장내 세균은 생장에 대한 철 요구성이 낮아 락토페린은 항균 활성을 나타내지 않거나, 오히려 증식을 촉진한다.[80][81] 유아에게 락토페린을 투여하면, 변 중의 비피더스균의 검출 빈도가 상승하는 것으로 보아, 락토페린은 장내 플로라 개선에 유효하다고 생각된다.

트리파노소마의 생육에 대해, 락토페린 및 락토페리신은 억제적으로 작용한다.[81]

락토페린은 백혈구의 일종인 호중구의 분비 과립에도 포함되어 있으며, 염증 반응 및 세균 감염에 반응하여 혈액 중으로 방출된다.[80][86] 또한, 경구 투여된 락토페린이 장간막 림프절 및 파이에르판에서 면역 세포에 작용할 가능성이 지적되고 있다. 자연 살해 세포(NK 세포)의 세포 손상 작용 및 대식세포의 탐식 작용은 락토페린에 의해 활성화된다.[87] 또한, 락토페린은 B 세포 및 T 세포의 증식을 촉진하는 작용도 있다. 이러한 면역계 세포에 대한 락토페린의 기능은 항균 활성과 마찬가지로 생체 방어에 기여하는 것으로 생각된다. 락토페린은 세균 유래의 염증 물질인 LPS와 강력하게 결합함으로써, LPS의 대식세포에의 결합을 억제하고, 염증성 사이토카인인 TNF-α 및 IL-6의 생산을 억제하는 항염증 작용을 한다.

4. 2. 항바이러스 활성

락토페린은 DNA 및 RNA 유전체를 기반으로 하는 다양한 인간 및 동물 바이러스에 대해 광범위한 항바이러스 작용을 한다. 여기에는 단순 포진 바이러스 1형 및 2형,[44][45][46] 거대 세포 바이러스,[47] 인간 면역 결핍 바이러스(HIV),[45][48] C형 간염 바이러스,[49][50] 한타바이러스, 로타바이러스, 폴리오 바이러스 1형,[51] 인간 호흡기 세포 융합 바이러스, 생쥐 백혈병 바이러스,[40] 마야로 바이러스(Mayaro virus)가 포함된다.[52] 코로나19에 대한 활성은 추측되지만 입증되지 않았다.[53][54][55][56]

락토페린의 항바이러스 활성 메커니즘 중 가장 많이 연구된 것은 바이러스 입자가 표적 세포에 결합하는 것을 방해하는 것이다. 많은 바이러스는 세포막의 지질단백질에 결합하여 세포 안으로 침투하는데,[5] 락토페린이 이 지질단백질에 결합하여 바이러스 입자의 세포 침투를 막는다. 철이 없는 아포락토페린이 홀로락토페린보다 이 기능에 더 효과적이며, 락토페린의 항균 특성을 담당하는 락토페리신은 항바이러스 활성이 거의 없다.[43]

세포막과의 상호작용 외에도 락토페린은 간염 바이러스와 같은 바이러스 입자에 직접 결합하기도 한다.[5] 이 메커니즘은 서로 다른 세포 유형에 작용하는 로타바이러스에 대한 락토페린의 항바이러스 활성으로도 확인된다.[40]

락토페린은 바이러스가 세포 안으로 침투한 후 바이러스 복제를 억제하기도 한다.[5][48] 이러한 간접적인 항바이러스 효과는 자연 살해 세포, 과립구, 대식세포에 영향을 미쳐 나타나며, 이 세포들은 중증 급성 호흡기 증후군(SARS)과 같은 바이러스 감염 초기 단계에서 중요한 역할을 한다.[57]

4. 3. 항진균 활성

락토페린과 락토페리신은 백선균과 같이 여러 피부 질환의 원인인 ''Trichophyton mentagrophytes''의 시험관 내(in vitro) 성장을 억제한다.[58] 락토페린은 또한 인간에게 기회 감염성 구강 및 생식기 감염을 일으키는 이배체 균류(효모의 일종)인 ''칸디다 알비칸스''에도 작용한다.[59][60] 플루코나졸은 오랫동안 ''칸디다 알비칸스''에 대항하여 사용되었으며, 이로 인해 이 약물에 내성이 있는 균주가 나타났다. 그러나 락토페린과 플루코나졸의 조합은 플루코나졸 내성 ''칸디다 알비칸스'' 균주뿐만 아니라 다른 종류의 칸디다: ''C. glabrata, C. krusei, C. parapsilosis'' 및 ''C. tropicalis''에도 작용할 수 있다.[59] 락토페린으로 ''칸디다''를 차례로 배양한 다음 플루코나졸로 배양했을 때 항진균 활성이 관찰되었지만, 그 반대는 그렇지 않았다. 락토페리신의 항진균 활성은 락토페린의 활성을 능가한다. 특히, 합성 펩타이드 1-11 락토페리신은 천연 락토페리신보다 ''칸디다 알비칸스''에 대해 훨씬 더 큰 활성을 보인다.[59]

면역 체계가 약화되고 아프타성 궤양 증상이 있는 쥐에게 락토페린을 음용수를 통해 투여한 결과 구강 내 ''칸디다 알비칸스'' 균주의 수가 감소하고 혀의 손상 부위 크기가 감소했다.[61] 동물에게 락토페린을 경구 투여하면 위장관 근처 조직에서 병원성 유기체의 수도 감소했다. 락토페린, 라이소자임 및 이트라코나졸을 함유한 혼합물은 다른 항진균제에 내성이 있는 HIV 양성 환자에서 ''칸디다 알비칸스''를 완전히 근절할 수 있었다.[62] 다른 약물이 비효율적일 때 이러한 항진균 작용은 락토페린의 특징이며, 특히 HIV 감염 환자에게 중요하다.[63] 락토페린의 항바이러스 및 항균 작용과 달리, 항진균 작용의 메커니즘에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 락토페린은 ''C. albicans''의 원형질막에 결합하여 아폽토시스 유사 과정을 유도하는 것으로 보인다.[60][64]

4. 4. 항암 활성

젖소 락토페린(bLF)은 쥐를 대상으로 한 실험에서 폐, 방광, 혀, 결장 및 간 발암 과정에서 항암 활성이 입증되었으며, 이는 사이토크롬 P450 1A2 (CYP1A2)와 같은 1상 효소 억제를 통해 가능한 것으로 나타났다.[65] 햄스터 대상 실험에서는 젖소 락토페린이 구강암 발병률을 50% 감소시켰다.[66] bLF는 요구르트, 껌, 영아용 조제 분유, 화장품 등에 사용되고 있다.[66]

소 락토페린의 경구 투여는 화학 물질로 유도된 쥐의 대장암 및 폐 발암 모델, 그리고 생쥐의 대장암 전이 모델에서 발암과 종양 전이를 억제하는 효과가 보고되었다.[80][93][94] 락토페린은 종양 세포에 세포 자멸사를 유도하고, 혈관 신생을 억제하여 영양과 산소 공급을 차단함으로써 종양 조직 확대를 방지한다.[93]

4. 5. 효소 활성

락토페린은 RNA를 가수분해하며 피리미딘 특이적 분비 리보핵산분해효소(RNase)의 특성을 보인다. 특히, RNA 게놈을 파괴함으로써 우유 리보핵산분해효소는 쥐의 유방암을 유발하는 레트로바이러스의 역전사를 억제한다.[28] 서인도의 파르시 여성은 다른 그룹에 비해 우유 리보핵산분해효소 수치가 현저히 낮으며, 유방암 발병률이 평균보다 3배 높다.[29] 따라서 우유의 리보핵산분해효소, 특히 락토페린은 병인론에서 중요한 역할을 할 수 있다.

4. 6. 뼈 건강 증진

리보뉴클레이스 농축 락토페린은 뼈 건강에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 락토페린은 뼈 흡수를 줄이고 뼈 형성을 증가시키는 데 도움을 준다. 이는 뼈 흡수 표지자인 데옥시피리디놀린 및 N-텔로펩타이드 수치 감소와 뼈 형성 표지자인 오스테오칼신 및 알칼라인 포스파타제 수치 증가로 나타났다.[32] 또한 락토페린은 파골세포 형성을 감소시켜 뼈 흡수를 억제하는데, 이는 염증 촉진 반응 감소와 항염증 반응 증가를 의미한다.[33]

락토페린은 골아세포의 증식과 분화를 촉진하는 동시에 파골세포에 의한 골 흡수를 억제하여 골 형성을 촉진한다.[95] 골다공증 모델 랫트에 락토페린을 경구 투여하면 골밀도가 상승한다.[96]

4. 7. 핵산과의 상호작용

락토페린은 DNA, RNA 등 핵산과 결합하는 능력이 있는데, 특히 이중 가닥 DNA에 더 잘 결합한다.[23] 락토페린의 DNA 결합 능력은 친화성 크로마토그래피를 이용한 락토페린 분리 및 정제에 활용된다. 이 방법은 고정된 단일 가닥 DNA가 있는 아가로스를 사용한다.[34]

4. 8. 항산화 작용

락토페린은 생체 내에서 과잉으로 존재하게 된 유리 철 이온을 제거함으로써, 과산화 수소로부터 히드록시 라디칼이 생성되는 반응을 억제하는 것으로 생각된다[80]。 락토페린을 경구 또는 복강 내에 투여한 쥐에 X선을 전신 조사하면, 락토페린을 투여하지 않은 쥐와 비교하여 생존율이 상승하는데, 이는 락토페린이 철 보충을 통해 라디칼 생성을 억제했기 때문으로 생각된다[92]。

4. 9. 지질 대사 개선

지방 전구 세포에서 성숙 지방 세포로 분화하는 과정에서 락토페린을 배양액에 첨가하면 지방 방울 양성 세포의 수가 감소한다. 쥐에게 락토페린을 경구 투여하면 혈액 속의 중성 지방과 유리 지방산이 감소하고, 간 속의 중성 지방과 콜레스테롤이 감소한다.[88] 임상 시험 결과, 락토페린 투여로 체중 감소와 복부 내장 지방 감소가 확인되었다.[89]

4. 10. 창상 치유 촉진

락토페린은 진피를 구성하는 섬유아세포나 표피를 구성하는 각질 세포(케라티노사이트)의 세포 유주를 촉진한다. 또한 락토페린은 섬유아세포에 의한 콜라겐 및 히알루론산의 생성을 촉진한다. 피부 질환 모델 마우스에 락토페린을 국소 투여하면 상처 치유가 촉진되고 욕창이 예방된다고 보고되었다[90][91]。

5. 락토페린 수용체

인텔렉틴1(HL-1)은 소장 상피 세포의 융모막에서 발견되는 렉틴의 일종으로, 락토페린 수용체로 기능한다.[99][100] 락토페린은 융모막 쪽에서 인텔렉틴을 통해 상피 세포로 흡수되어 세포 반응을 일으킨다. 락토페린 수용체는 락토페린의 내재화에 중요한 역할을 하며, 락토페린에 의한 철 이온 흡수를 돕는다. 유전자 발현은 십이지장에서 나이가 들수록 증가하고, 공장에서는 감소한다.[30]

글리세르알데하이드 3-인산 탈수소 효소(GAPDH)는 락토페린의 수용체로 기능한다.[31] 골아세포나 섬유아세포에서 락토페린에 의해 LDL 수용체 관련 단백질-1(LRP-1/CD91/α2 마크로글로불린 수용체) 의존적으로 세포 내 정보 전달 경로가 활성화된다. CHO 세포에서 누클레올린, 마크로파지에서 글리세르알데하이드 3-인산 탈수소 효소(GAPDH)가 세포 표면에서 락토페린 결합 단백질로 보고되었다.[99]

6. 임상적 중요성

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6. 1. 진단적 가치

눈물 속 락토페린 수치는 쇼그렌 증후군과 같은 안구 건조증에서 감소하는 것으로 나타났다.[76] 쇼그렌 증후군 및 기타 형태의 안구 건조증 진단을 개선하기 위해, 미세 유체 기술을 활용하여 사람의 눈물 속 락토페린 수치를 현장에서 측정할 수 있는 빠르고 휴대 가능한 검사가 개발되었다.[77]

6. 2. 낭포성 섬유증

사람의 폐와 타액에는 저티오시안산염(하이포티오시아네이트)을 생성하는 락토페록시다아제 시스템과 락토페린을 포함한 다양한 항균 화합물이 들어있다. 하지만 낭포성 섬유증 환자에게서는 하이포티오시아네이트가 발견되지 않는다.[67] 락토페린은 선천 면역의 일부로, 세균의 생물막 형성을 막는다.[68][69] 낭포성 섬유증 환자는 락토페린 활성이 줄어들어 살균력이 떨어지고 생물막 형성이 늘어나는 것이 관찰된다.[70] 락토페린은 낭포성 섬유증에서 항생제 감수성을 변화시킬 수 있다.[71] 이러한 사실들은 인체 방어, 특히 폐에서 락토페린의 중요한 역할을 보여준다.[72] 락토페린은 하이포티오시아네이트와 함께 EMEA[73] 및 FDA에서 희귀 의약품으로 지정되었다.[74]

6. 3. 괴사성 장염

경구 락토페린 보충제(프로바이오틱스 추가 여부와 관계없음)는 미숙아, 특히 초저체중아의 후기 발병 괴사성 장염(2기 또는 3기)을 감소시킬 수 있으며, 부작용은 없는 것으로 보인다.[75]

6. 4. 치주 질환

락토페린은 타액에 포함되어 있으며, 구강 내 병원성 미생물 및 치주 질환균에 대해 항균 활성을 나타낸다. 소 락토페린 섭취를 통해 치주낭(치주 포켓) 내의 치주 질환균 수가 감소하고 치주 질환 증상이 개선된다[97]. 또한, 락토페린은 치주 질환균에서 분비되는 LPS를 중화하고 TNF-α 생성을 억제하여 치주 조직의 염증 및 파괴를 방지한다[98].

7. 기술

락토페린의 분리 및 정제 기술과 나노기술 응용에 대한 정보는 하위 섹션에 상세히 기술되어 있다.

7. 1. 분리 및 정제

소 락토페린은 생우유, 초유 또는 유청에서 염 추출, 크로마토그래피, 막 여과와 같은 방법을 사용하여 분리할 수 있다. 인간을 포함한 다양한 종의 락토페린은 재조합 단백질로 형질전환 유기체를 사용하여 생산할 수도 있다.[78]

7. 2. 나노기술 응용

락토페린은 나노기술 분야에서 형광 금 퀀텀 클러스터 합성에 사용되어 왔으며, 이는 구리 이온(Cu2+) 등 특정 물질 검출에 활용될 수 있다.[79]

8. 안전성

우유·치즈 등의 식품에 포함된 단백질로, 랫트 및 사람에게 소 락토페린을 반복 경구 투여한 안전성 시험에서도 락토페린의 심각한 부작용은 보고되지 않았다.[80][101] 락토페린은 우유 중 주요 알레르겐은 아니지만, 우유 알레르기가 있는 어린이의 혈청에서 소 락토페린에 대한 항체가 저농도로나마 확인되므로 주의가 필요하다. 미국 식품의약국(FDA)은 락토페린을 "일반적으로 안전하다고 인정되는 물질(generally recommended as safe)"로, 소 도체의 표면 미생물 오염을 방지하기 위한 스프레이 제제 및 기능성 식품으로서의 사용을 승인하고 있다.

9. 이용

락토페린은 분유, 탈지분유, 요구르트, 애완동물 사료 등에 첨가되며, 건강 보조 식품으로도 판매되고 있다.[80][101] 미국에서는 아스페르길루스로 생산된 재조합 인간 락토페린의 임상 시험이 폐암이나 궤양 치료를 목적으로 진행되고 있다.

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