トリアジンベースの両親媒性高分子の抗菌活性と抗エンドトキシン活性のメカニズム

Mechanisms of Antimicrobial and Anti-Endotoxin Activities of a Triazine-Based Amphipathic Polymer.

• Eun Young Kim
• S Dinesh Kumar
• Jeong Kyu Bang
• Song Yub Shin

抄録

TZP4は、抗菌ペプチドの両親媒性構造を模倣したトリアジン系両親媒性高分子です。TZP4は、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌や多剤耐性緑膿菌などの抗生物質耐性菌に対して、メリッチンと同等の抗菌活性を示しました。TZP4は、タンパク質分解に対して高い耐性を示し、薬剤耐性を発現する傾向は低かった。膜脱分極、SYTOX Green取り込み、フローサイトメトリー、ゲルリターデーションの結果から、TZP4の抗菌作用のメカニズムは細菌の細胞膜ではなく、細胞内標的が関与していることが明らかになった。さらに、TZP4は誘導性一酸化窒素合成酵素（iNOS）および腫瘍壊死因子α（TNF-α）のmRNAレベルを抑制し、リポ多糖（LPS）刺激RAW264.7細胞における一酸化窒素（NO）およびTNF-αの放出を抑制した。BODIPY-TR-カダベリン置換およびフルオレセインイソチオシアネート（FITC）標識LPSの解離アッセイでは、TZP4がLPSに強く結合し、LPSオリゴマーを解離することが明らかになった。フローサイトメトリー解析の結果、TZP4はFITC標識LPSのRAW264.7細胞への結合を阻害することが明らかになった。これらの結果から、TZP4はLPSと直接結合し、LPSとCD14細胞との相互作用を阻害することで抗末梢毒性活性を発揮する可能性があることが示唆された。まとめると、TZP4は、グラム陰性菌感染症によって引き起こされる内毒素性ショックおよび敗血症の治療のための有望な薬剤候補である。この記事は著作権で保護されています。すべての権利を保有しています。

TZP4 is a triazine-based amphipathic polymer designed to mimic the amphipathic structure found in antimicrobial peptides. TZP4 showed potent antimicrobial activity comparable to melittin against antibiotic-resistant bacteria, such as methicillin-resistant Staphylococcus aureus and multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa. TZP4 showed high resistance to proteolytic degradation and low tendency to develop drug resistance. The results from membrane depolarization, SYTOX Green uptake, flow cytometry, and gel retardation revealed that the mechanism of antimicrobial action of TZP4 involved an intracellular target rather than the bacterial cell membrane. Furthermore, TZP4 suppressed the mRNA levels of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) and inhibited the release of nitric oxide (NO) and TNF-α in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW264.7 cells. BODIPY-TR-cadaverine displacement and dissociation of fluorescein isothiocyanate (FITC)-labelled LPS assays revealed that TZP4 strongly bound to LPS and disaggregated the LPS oligomers. Flow cytometric analysis demonstrated that TZP4 inhibits the binding of FITC-conjugated LPS to RAW264.7 cells. These observations indicate that TZP4 may exert its anti-endotoxic activity by directly binding with LPS and inhibiting the interaction between LPS and CD14 cells. Collectively, TZP4 is a promising drug candidate for the treatment of endotoxic shock and sepsis caused by gram-negative bacterial infections. This article is protected by copyright. All rights reserved.

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