オーストラリア産キングブラウンスネークの毒からPaTx-IIを精製し、その抗菌作用と創傷治癒作用の特性を明らかにした

Purification of PaTx-II from the Venom of the Australian King Brown Snake and Characterization of Its Antimicrobial and Wound Healing Activities.

抄録

多剤耐性（MDR）菌による感染症は、人間の健康に対する世界的な脅威となっています。毒は生化学的に多様な生理活性タンパク質やペプチドの供給源であるため、我々は13 kDaのタンパク質の抗菌活性とマウス皮膚感染モデルに基づく創傷治癒効果について調査した。活性成分であるPaTx-IIは、(Australian King Brown or Mulga Snake)の毒液から単離された。PaTx-IIはin vitroでグラム陽性菌の増殖を抑制し、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,.......に対して中程度の効力（MIC25μM）を示した。PaTx-IIの抗生物質活性は、走査型および透過型顕微鏡によって証明されるように、膜の完全性の破壊、孔の形成、および細菌細胞の溶解に関連していた。しかし，これらの効果は哺乳類細胞では観察されず，PaTx-IIは皮膚/肺細胞に対して最小限の細胞毒性（CC > 1000μM）を示した．次に、マウス皮膚感染症モデルを用いて、抗菌効果を検討した。PaTx-II（0.5mg/kg）の局所投与は、血管の拡張と再上皮化を伴い、創傷治癒を促進した。低分子タンパク質やペプチドが免疫調節作用を持ち、微生物の排除を促進する可能性があることから、創傷組織サンプルからサイトカインやコラーゲンをイムノブロットやイムノアッセイで分析した。PaTx-IIを投与した部位では、I型コラーゲンの量がビヒクル対照と比較して増加し、創傷治癒時の真皮マトリックスの成熟を促進するコラーゲンの役割の可能性を示唆しました。新生血管を促進する因子として知られる炎症性サイトカインであるインターロイキン-1β（IL-1β）、インターロイキン-6（IL-6）、腫瘍壊死因子α（TNF-α）、シクロオキシゲナーゼ2（COX-2）、インターロイキン-10（IL-10）のレベルはPaTx-II処理により大幅に減少した。PaTx-IIによるin vitroの抗菌作用と免疫調節作用がもたらす有効性への寄与を明らかにするさらなる研究が必要である。

Infections caused by multi-drug-resistant (MDR) bacteria are a global threat to human health. As venoms are the source of biochemically diverse bioactive proteins and peptides, we investigated the antimicrobial activity and murine skin infection model-based wound healing efficacy of a 13 kDa protein. The active component PaTx-II was isolated from the venom of (Australian King Brown or Mulga Snake). PaTx-II inhibited the growth of Gram-positive bacteria in vitro, with moderate potency (MICs of 25 µM) observed against , and . The antibiotic activity of PaTx-II was associated with the disruption of membrane integrity, pore formation, and lysis of bacterial cells, as evidenced by scanning and transmission microscopy. However, these effects were not observed with mammalian cells, and PaTx-II exhibited minimal cytotoxicity (CC > 1000 µM) toward skin/lung cells. Antimicrobial efficacy was then determined using a murine model of skin infection. Topical application of PaTx-II (0.5 mg/kg) cleared with concomitant increased vascularization and re-epithelialization, promoting wound healing. As small proteins and peptides can possess immunomodulatory effects to enhance microbial clearance, cytokines and collagen from the wound tissue samples were analyzed by immunoblots and immunoassays. The amounts of type I collagen in PaTx-II-treated sites were elevated compared to the vehicle controls, suggesting a potential role for collagen in facilitating the maturation of the dermal matrix during wound healing. Levels of the proinflammatory cytokines interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor-α (TNF-α), cyclooxygenase-2 (COX-2) and interleukin-10 (IL-10), factors known to promote neovascularization, were substantially reduced by PaTx-II treatment. Further studies that characterize the contributions towards efficacy imparted by in vitro antimicrobial and immunomodulatory activity with PaTx-II are warranted.