新規抗菌薬Ｓ－ニトロソ化α１－酸性糖タンパク質の創製と多剤耐性菌治療への応用

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24659076
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 丸山 徹 熊本大学, 薬学部, 教授 (90423657)
• 研究分担者: 小田切 優樹 崇城大学, 薬学部, 教授 (80120145) ; 異島 優 熊本大学, 薬学部, 助教 (00457590)
• キーワード: α１－酸性糖タンパク質 / 一酸化窒素 / 多剤耐性 / 抗菌活性

研究概要

多剤耐性菌感染症に対する対策は、ヘルスケアにおいて緊急かつ最重要な解決すべき課題の一つである。本研究では、感染時に過剰産生されるシグナル分子であり、抗菌作用を有するNOに着目し、NOの創剤化を試みた。加えて、これまでの研究成果より、感染症時に増加するα１－酸性糖タンパク質であるAGPのCys-149がNOの標的分子になり、S-ニトロソ（SNO）化されることで抗菌活性を獲得することを明らかにしていることから、生体内でNOを持続的に放出するデリバリー担体として、AGPを利用することを考えた。本年度は、SNO-AGPの多剤耐性克服剤としての可能性を検討するため、多剤耐性菌の多剤排出ポンプやバイオフィルム形成に対する抑制作用およびSNO-AGPと既存の抗菌剤との併用効果を検討した。多剤耐性菌である肺炎桿菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌 (MRSA) に対するSNO-AGPの抗菌活性を既存の抗菌剤と比較したところ、SNO-AGP のIC50は上記3種の菌に対してそれぞれ0.06 μM、3 μM及び1 μMであり、他の抗菌剤と比較しても低濃度で細菌の増殖を抑制した。
SNO-AGPは、多剤排出ポンプの基質であるローダミン6Gなどの細菌内蓄積性を有意に上昇させ、この効果はSNO-AGPが増殖抑制効果を示さない低濃度でも観察されたことより、SNO-AGPは、これらを基質とする多剤排出ポンプを制御する可能性が示唆された。加えて、この他剤排出ポンプがAcrAB-TolCであることを突き止めた。また、SNO-AGPは肺炎桿菌のバイオフィルム形成を有意に低下させた。本検討結果より、SNO-AGPは、多剤耐性菌のバイオフィルム形成や多剤排出ポンプAcrAB-TolCを抑制し、併用する既存の抗菌剤の活性を相乗的に増強させ、耐性克服効果を発揮する可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Albumin fusion renders thioredoxin an effective anti-oxidative and anti-inflammatory agent for preventing cisplatin-induced nephrotoxicity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kodama A, Watanabe H, Tanaka R, Kondo M, Chuang VT, Wu Q, Endo M, Ishima Y, Fukagawa M, Otagiri M, Maruyama T.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 巻: 1840 ページ: 1152-1162
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2013.12.007.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cys34-cysteinylated human serum albumin is a sensitive plasma marker in oxidative stress-related chronic diseases. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagumo K, Tanaka M, Chuang VT, Setoyama H, Watanabe H, Yamada N, Kubota K, Tanaka M, Matsushita K, Yoshida A, Jinnouchi H, Anraku M, Kadowaki D, Ishima Y, Sasaki Y, Otagiri M, Maruyama T.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 9 ページ: e85216
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0085216.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Albumin Fusion Prolongs the Antioxidant and Anti-Inflammatory Activities of Thioredoxin in Mice with Acetaminophen-Induced Hepatitis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka R, Ishima Y, Maeda H, Kodama A, Nagao S, Watanabe H, Chuang VT, Otagiri M, Maruyama T.
  • 雑誌名: Mol Pharm. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1021/mp400690v.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-acting human serum albumin-thioredoxin fusion protein suppresses bleomycin-induced pulmonary fibrosis progression. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka R, Watanabe H, Kodama A, Chuang VT, Ishima Y, Hamasaki K, Tanaka K, Mizushima T, Otagiri M, Maruyama T.
  • 雑誌名: J Pharmacol Exp Ther. 巻: 345 ページ: 271-283
  • DOI: 10.1124/jpet.112.201814.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Poly-s-nitrosated albumin as a safe and effective multifunctional antitumor agent: characterization, biochemistry and possible future therapeutic applications. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishima Y, Kragh-Hansen U, Maruyama T, Otagiri M.
  • 雑誌名: Biomed Res Int. 巻: 2013 ページ: 353892
  • DOI: 10.1155/2013/353892.
  • 査読あり
• [学会発表] 多剤耐性菌に対するS-ニトロソ化α1酸性糖タンパク質の抗菌作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邊佳織
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本県熊本市）
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] S-NITROSATED α-1-ACID GLYCOPROTEIN KILLS DRUG-RESISTANT BACTERIA AND AIDS SURVIVAL IN SEPSIS (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaori Watanabe
  • 学会等名: 日本薬物動態学会 第28回年会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 20131009-20131011
• [学会発表] S-ニトロソ化により獲得するα1-酸性糖タンパク質（AGP）の抗菌活性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 異島 優
  • 学会等名: 第24回日本生体防御学会学術集会
  • 発表場所: くまもと森都心プラザ（熊本県熊本市）
  • 年月日: 20130710-20130712
• [学会発表] 高分子抗癌剤の腫瘍集積性を高めるS-ニトロソ化アルブミンダイマーのEPR効果増強作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 異島 優
  • 学会等名: 日本薬剤学会第28年会
  • 発表場所: ウインクあいち（愛知県名古屋市中村区）
  • 年月日: 20130523-20130525
• [学会発表] アルブミン-チオレドキシン融合蛋白質はヨード造影剤腎症の発症を予防する (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊博志
  • 学会等名: 第56回 日本腎臓学会学術総会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム（東京都千代田区）
  • 年月日: 20130510-20130512
• [備考] 熊本大学薬学部薬剤学分野
  • URL: http://www.pharm.kumamoto-u.ac.jp/Labs/Yakuzai/