抗菌性ペプチドをベースとした世界初のエンドトキシンショック治療薬の開発

• Project/Area Number: 20659005
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical pharmacy
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 松崎 勝巳 Kyoto University, 薬学研究科, 教授 (00201773)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000); Fiscal Year 2009: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2008: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: エンドトキシンショック / 抗菌性ペプチド / リポ多糖 / ポリエチレングリコール / タキプレシンI / 細胞毒性

Research Abstract

抗菌性ペプチド・タキプレシンIの1位のリシンをアルギニンに置換したK1R-タキプレシンIをFmoc固相法で合成し、DMF溶液中で3当量のポリエチレングリコール(PEG)化試薬と50℃、10時間反応させ、平均分子量1万と、2万のPEGをN末端に付加した。
まず、大腸菌由来リポポリサッカライド(LPS)への結合性をトリプトファンの蛍光変化を指標として、K1R-タキプレシンIと比較した。結合定数はK1R-タキプレシンIが10^7M^-1ののオーダーであったのに対し、PEG修飾体では1/10に低下した。
次に、RAW264.7マクロファージに対する細胞毒性をWST-1法で調べたところ、K1R-タキプレシンIが5μM以上の濃度で強い細胞毒性を示したのに対し、PEG修飾体は、PEG分子量依存的に細胞毒性が低減した。平均分子量2万の修飾体では、100μMでもほとんど毒性を示さなかった。
最後に、エンドトキシンショックの治療効果の指標となるLPS刺激による炎症性サイトカイン・TNFαの産生に及ぼすペプチドの効果をRAW264.7マクロファージを用いて調べた。K1R-タキプレシンIは5μMの濃度で、ほぼ完全にTNFα産生を抑制したが、PEG修飾体では、PEG分子量依存的に効果が減少し、平均分子量2万の修飾体では、ほとんどTNFα産生抑制作用を示さなかった。
以上から、タキプレシンIのPEG修飾によって治療係数はあまり改善されないことが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Control of cell selectivity of antimicrobial peptides (2009)
  • Author(s): K.Matsuzaki
  • Journal Title: Biochim.Biophys.Acta 1788 Pages: 1687-1692
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magainin 2 in Action : Distinct Modes of Membrane Permeabilization in Living Bacterial and Mammalian Cell (2008)
  • Author(s): Y. Imura, N. Choda & K. Matsuzaki
  • Journal Title: Biophys. J. Volume: 95 Pages: 5757-5765
  • Peer Reviewed
• [Presentation] プロリンの導入及び塩基性アミノ酸が抗菌性ペプチドの作用標的に及ぼす影響 (2009)
  • Author(s): 長田尚樹、井村雄一、松崎勝巳
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-03-26
• [Presentation] プロリンの導入及び荷電数の増加による抗菌性ペプチドの作用標的の制御 (2008)
  • Author(s): 長田尚樹、井村雄一、松崎勝巳
  • Organizer: 第45回ベプチド討論会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-10-29