グラム陰性細菌の多剤耐性問題の解決戦略としての外膜不安定化誘発物質の探索

寻找外膜去稳定剂作为解决革兰氏阴性菌多重耐药问题的策略

• 批准号: 17K19216
• 负责人: 児島 征司
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-06-30 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K19216/
• 关键词: グラム陰性細菌; 多剤耐性; 抗生物質; 外膜; 化合物スクリーニング; 多剤耐性菌

前年度に考案した、大腸菌の外膜不安定化現象を発色試薬を用いて比色定量できるスクリーニング系により、外膜を著しく不安定化する性質を持つ２つの新奇化合物を得た。今年度はこれら化合物の詳細性質解析を行った。まず大腸菌に対する薬剤感受性化の効果を17種の抗生物質について調べたところ、これら２化合物は濃度50 uM で細胞増殖を阻害せずに薬剤感受性を最大256倍に上昇させる効果をもつことがわかった。この効果は、最も顕著な薬剤感受性化効果を示す変異の一つとして知られる、acrB 遺伝子欠損と同レベルであった。続いて、これら化合物 の存在下で生育させた細胞の電子顕微鏡観察を行ったところ、予想通り外膜の顕著な不安定化やペリプラズム領域の増大が見られた。また、細胞そのものは球状に変化していた。さらに、外膜透過性をベンジルペニシリンの透過速度を測定することにより評価したところ、野生株と比較して透過性が約4倍近く上昇してることがわかった。以上のことから、これら２化合物は大腸菌外膜を不安定化し、薬剤の透過性を高める作用により細胞を薬剤感受性化する性質を持つことが明らかになった。作用の対象因子は現時点で不明であるが、これら化合物は大腸菌以外のグラム陰性細菌（サルモネラ、緑膿菌、アシネトバクター、肺炎桿菌）に対しては顕著な効果を示さなかったことから、大腸菌に特異的ななんらかの因子をターゲットとしていることが示唆された。

两种新型化合物具有显着破坏大肠杆菌外膜的特性，是通过上一年设计的筛选系统获得的，该筛选系统允许使用色素化试剂对外膜不稳定现象进行比色测定。今年，我们对这些化合物的性质进行了详细的分析。首先，我们研究了药物对17种抗生素的药物对大肠杆菌的敏感性的影响，并发现这两种化合物的作用是在不抑制细胞增殖的情况下以50 UM的浓度增加了药物易感性高达256次。这种作用与ACRB基因缺乏症的水平相同，后者被称为表现出最突出的药物敏感性作用的突变之一。随后，在电子显微镜下观察到在存在这些化合物的情况下生长的细胞，正如预期的那样，观察到外膜的显着不稳定，并且观察到周质区域的增加。此外，细胞本身被转化为球形形状。此外，当通过测量苄基苯甲霉素的渗透性评估外膜渗透率时，发现与野生菌株相比，渗透率增加了大约四倍。从上面可以看出，这两种化合物破坏了大肠杆菌的外膜，并通过增加药物的渗透性，具有使细胞对药物敏感的特性。目前尚不清楚采取行动的因素，但是这些化合物对大肠杆菌（沙门氏菌，铜绿假单胞菌，乙酸杆菌，肺炎克雷伯氏菌）以外的革兰氏阴性细菌没有显着影响，这表明它们针对特定于E. coli的某些因素。

项目成果

微生物の「膜」生物学

微生物“膜”生物学

Thylakoid membranes contain a non-selective channel permeable to small organic molecules

• DOI: 10.1074/jbc.ra118.002367
• 发表时间: 2018-05-18
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Kojima, Seiji;Iwamoto, Masayuki;Takahashi, Hideyuki
• 通讯作者: Takahashi, Hideyuki