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抗菌ペプチド（AMP）を発現させた組換えピスキジンの急性毒性と変異原性の欠如
Lack of Acute Toxicity and Mutagenicity from Recombinant Piscidin Expressed in .
PMID: 32290449 PMCID: PMC7230367. DOI: 10.3390/md18040206.
抄録
抗菌ペプチド(AMP)ピスシジンは、酵母から同定され、抗菌・免疫関連機能を有することが実証された。組換えピスキジン（rEP）を発現させた酵母ペレットを飼料に添加することで、過剰な抗生物質の使用を最小限に抑え、養殖や畜産における病原体を制御することができるかもしれません。しかし、サプリメントとしてrEPを実施する前に、それが何らかの毒性を有するかどうかを理解する必要がある。このテーマに関する毒性学的情報が少ないため、今回の調査では、rEPがアレルゲン性および／または毒性を示すかどうかを試験した。経口急性毒性試験（OECD 425）では、逆浸透水に溶解したrEPをSprague Dawley（SD）ラットに投与したところ、LD>5000 mg/kg（動物の死亡は観察されなかった）が得られた。そのため、本化合物は経口投与では無毒性に分類された。急性呼吸器毒性試験（OECD 403）では、SDラットの頭部及び鼻を液体エアロゾルに4時間曝露した（動物の死亡を起こさずに投与できる最高濃度）結果、致死濃度（LC）＞0.88 mg/Lが得られた。rEPエアロゾル粒子の質量媒体空気力学的直径(MMAD)は8.18μm、質量媒体空気力学的直径(GSD)は3.04であり、これは25.90%がラットの気道(<4μm)に入り、58.06%(<10μm)がヒトに吸入されることを意味していた。ニュージーランドホワイト（NZW）ウサギを対象に、rEPパウダーを用いた眼刺激性試験（OECD 405）を実施した。刺激性の徴候は、投与後1時間後に結膜の腫脹とびまん性の潮紅であった。症状は24時間後にはあまり見られず、72時間後には消失した。皮膚感作は、ＢＡＬＢ／ｃマウスを用いた局所リンパ増殖試験（ＯＥＣＤ４４２Ｂ）のために実施し、最高可溶濃度のｒＥＰを被験物質１００％とみなし、製剤を５０％および２５％に希釈し、ブロモデオキシウリジン（ＢｒｄＵ）取り込みをリンパ球増殖の程度を測定するために使用した。刺激指数（SI）は1.06（100％）、0.44（50％）、0.77（25％）であり、いずれも陽性感作のカットオフ値（1.6）以下であった。細菌逆突然変異試験でも陰性反応が認められ（OECD 471）、チャイニーズハムスター卵巣（CHO）-K1細胞への染色体影響は認められなかった（OECD 487）。これら6つの毒性試験に基づいて、rEPは実験動物における急性毒性効果も突然変異原性も示さなかった。したがって、rEPは、家禽、牛、または水生動物のための飼料添加物としての適用に関するその後の研究において、安全に使用することができると考えられます。
The antimicrobial peptide (AMP) piscidin was identified from and demonstrated to possess antimicrobial and immune-related functions. Supplementation of feed with recombinant piscidin (rEP)-expressing yeast pellets may minimize the excessive use of antibiotics and control pathogens in aquaculture or animal husbandry. However, before implementing rEP as a supplement, it is necessary to understand whether it harbors any toxicity. Since toxicological information on the topic is scarce, the present investigation was carried out to test whether rEP exhibits allergenic and/or toxic effects. In an oral acute toxicity test (OECD 425), Sprague Dawley (SD) rats were administered rEP dissolved in reverse osmosis water, yielding an LD > 5000 mg/kg (no observed animal death). The compound was therefore classified as non-toxic by oral administration. In an acute respiratory toxicity test (OECD 403), heads and noses of SD rats were exposed to liquid aerosol for 4 h (the highest concentration that could be administered without causing any animal death), and a lethal concentration (LC) > 0.88 mg/L was obtained. The mass medium aerodynamics diameter (MMAD) of rEP aerosol particles was 8.18 μm and mass medium aerodynamics diameter (GSD) was 3.04, which meant that 25.90% could enter the airway (<4 μm) of a rat, and 58.06% (<10 μm) could be inhaled by humans. An ocular irritation test (OECD 405) with rEP powder was performed on New Zealand White (NZW) rabbits. Signs of irritation included conjunctival swelling and diffuse flushing 1 h after administration. The signs were less apparent after 24 h and disappeared after 72 h. The classification assigned to the powder was mild eye irritation. Skin sensitization was performed for a local lymphoproliferative test (OECD 442B) using BALB/c mice, with the highest soluble concentration of the rEP considered to be 100% test substance; formulations were diluted to 50% and 25%, and bromodeoxyuridine (BrdU) incorporation was used to measure the degree of lymphocyte proliferation. The stimulation indexes (SIs) were 1.06 (100%), 0.44 (50%), and 0.77 (25%), all of which were less than the cutoff value for a positive sensitization result (1.6). Negative response was also seen in the bacterial reverse mutation test (OECD 471), and no chromosomal effects on Chinese hamster ovary (CHO)-K1 cells were observed (OECD 487). Based on these six toxicity tests, rEP showed neither acute toxic effects in experimental animals nor mutagenicity. Thus, rEP can be considered safe for use in subsequent research on its application as a feed additive for poultry, cattle, or aquatic animals.