抗MRSA薬ダプトマイシンによる骨格筋毒性回避のための基盤研究

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K08901
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山田 武宏 北海道大学, 大学病院, 准教授 (50568649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石黒 信久 北海道大学, 大学病院, 准教授 (40168216) ; 井関 健 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (40203062)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: daptomycin / CPK / vancomycin / hypoxia / 横紋筋融解症

Outline of Annual Research Achievements

1)抗MRSA薬ダプトマイシン(Daptomycin; DAP)の血中濃度と骨格筋毒性（CPK上昇を指標）との関連については、CPK上昇例が全対象患者のうち約5％に発現していたが、DAPのトラフ血中濃度はCPK上昇群において有意に高かった。
2)DAPのヒト培養筋芽細胞に対する直接毒性は、通常の培養条件下では認められなかったが、低酸素条件（酸素濃度1％、48時間処理）においてDAP処理することにより、培養液中に著明なlactate dehydrogenase (LDH）活性の上昇が認められた。DAPにより細胞障害が惹起され、細胞内酵素であるLDHが逸脱したことによるものと考えられた。
一方でMRSA感染症のグローバルスタンダードであるバンコマイシン（Vancomycin; VCM）には、その作用は認められなかった。
3)平成29年度は1)および2)の例数を追加し、とくに2)の検討については再現性が十分得られたので、培養筋芽細胞におけるDAPによる障害発現の作用機序について、ウエスタンブロッティング等にて検討した。まず、低酸素培養条件でのDAPによるアポトーシス誘導作用について検討したが、細胞を染色しても特異的なPI, Annexinによる蛍光は観察されなかった。Caspase-3および7の活性化についても同様、低酸素条件でDAPを添加しても有意な活性化は観察されなかった。細胞生存に関わるBcl-2の発現に関しても変化は認められなかった。また、低酸素条件で発現誘導されるHypoxia inducible factor-1αは、虚血時の代謝・生理反応に関わっているが、このタンパク質発現にも影響を与えなかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

基礎研究データについては、低酸素条件において骨格筋細胞に対するDAPの細胞障害性が確認されたが、アポトーシスあるいはネクローシスの関与も含め、その詳細な機序が確認できていない。現時点ではアポトーシスの関与は弱いと考えられる。
臨床のDAP血中濃度とCPK上昇との関連については、CPK上昇の発現率がもともと5％前後と言われており、頻発するものではないため、ほとんどがCPK正常値に落ち着いている。このため、CPK上昇に関するDAPトラフ血中濃度のカットオフ値を求めるよりは、CPK上昇群と非上昇群の血中濃度を比較することで解析を行うこととする。

Strategy for Future Research Activity

基礎研究データについては、ネクローシスの関与、アポトーシスの関与については引き続き詳細を検討すると同時に、今年度はオートファージ―やインフラマソームの可能性を探る。また、薬理作用機序解明により毒性軽減作用を有する薬剤の探索を行う。臨床研究データについては、血中濃度とCPK上昇との関連に関する解析を、患者背景と合わせて考察することで、DAPの臨床使用上での骨格筋毒性発現のリスクファクターを明らかにする。

Causes of Carryover

基礎研究で前年度得られた結果から、再現性良くdaptomycin (DAP)の細胞障害性は検出できるようになった。一方で、低酸素条件下で検出されるその細胞障害を来すシグナル経路の検討にやや時間を要した。