カブトムシディフェンシン改変ペプチドの薬剤耐性菌感染に対する抗菌効果

要約

カブトムシ由来抗微生物蛋白質の改変ペプチド(RLYLRIGRR-NH2とRLRLRIGRR-NH2)は、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌感染マウスに対して抗菌効果を示す。しかもRLRLRIGRR-NH2は薬剤耐性大腸菌感染マウスに対しても抗菌効果を示す。

  • キーワード:抗菌剤、改変ペプチド、カブトムシディフェンシン、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、薬剤耐性大腸菌、マウス
  • 担当:動物衛生研・ウイルス病研究チーム
  • 連絡先:電話029-838-7708、電子メールwww-niah@naro.affrc.go.jp
  • 区分:動物衛生
  • 分類:研究・参考

背景・ねらい

「食」の安全性や環境に配慮した家畜生産技術の開発の要請が高まる昨今、疾病対策においても抗生物質依存から脱却が求められている。昆虫や植物から得られた抗微生物蛋白質の改変ペプチドは、抗生物質に代わる新しい抗菌物質として注目を集めている。我々はカブトムシから分離精製された抗微生物蛋白質のアミノ酸配列を改変し、抗菌力をさらに高めた改変ペプチド(RLYLRIGRR-NH2(以下L-9A); RLRLRIGRR-NH2(以下L-9B))を作製し、それらの改変ペプチドがグラム陽性菌とグラム陰性菌の双方に対してin vitroの試験で抗菌作用を有し、また人由来メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)といった抗生物質が効かない薬剤耐性細菌に対してもin vitroの試験で抗菌作用を有することをすでに明らかにしている。本研究では、カブトムシの抗微生物蛋白質の改変ペプチドが、薬剤耐性大腸菌(DREC)(豚大腸菌症由来、ベロ毒素産生、血清型O139、テトラサイクリン耐性)やMRSA(イヌ外耳炎由来、コラグラ一ゼII型産生、エンテロトキシンC型産生、毒素性ショック症候群毒素(TSST-1)産生)に対し、抗菌効果を有することを、マウスを用いて病理学的に評価する。

成果の内容・特徴

  • L-9Bは腹腔内投与によって、DREC感染マウスを感染死から防御し(表1)、病理解剖所見、病理組織所見において菌による病変を軽減させる。
  • L-9A、L-9Bは共に腹腔内投与によって、MRSA感染マウスを感染死から防御し(表1)、病理解剖所見、病理組織所見において、菌による病変を軽減させる。MRSAによる病変形成後にペプチドを腹腔内投与した場合でも、病理解剖所見、病理組織所見において、菌による病変を弱めており、治療効果が認められる(表2)。
  • L-9A、L-9Bは共に血中で分解されてしまうため、静脈内投与ではMRSA感染マウスの感染死を抑制できない(表3)。しかし、これまでの改変ペプチドの鏡像立体異性体であり、血中では分解されないD型アミノ酸の改変ペプチドD-9A、D-9Bは、静脈内投与によってもMRSA感染マウスを感染死から防御し(表3)、解剖所見、病理組織所見において、菌による病変を軽減させる。
  • 今回検索したペプチドは抗菌活性を示した濃度ではマウスに組織病変を引き起こすことはなく、また肝・腎機能を対象とした血液生化学的検査においても異常は認められない。

成果の活用面・留意点

  • 本研究は、薬剤耐性菌を標的とした新しい抗菌物質の開発の可能性を示している。

具体的データ

表1 改変ペプチドのDREC 感染マウスおよびMRSA 感染マウスでの防御効果

表2 MRSA に感染したマウスでの改変ペプチドの治療効果

表3 静脈内投与によるMRSA に感染したマウスでの改変ペプチドの防御効果

その他

  • 研究課題名:生産病の病態解析による疾病防除技術の開発
  • 課題ID:212-k
  • 予算区分:競争的研究資金(新技術創出)
  • 研究期間:2001~2005年度
  • 研究担当者:山田学、中村菊保、山本佑、西堂(坂中)寿子(生物資源研)、朝岡愛(生物資源研)、
                      山川稔(生物資源研)
  • 発表論文等:1)Yamada et al. (2004) J. Vet. Med. Sci. 66(2):137-142.
                      2)Yamada et al. (2005) J. Vet. Med. Sci. 67(10):1005-1011.