環境適応における薬剤排出ポンプの機能解析および新規阻害剤の探索

药物外排泵在环境适应中的功能分析及寻找新的抑制剂

基本信息

批准号：
15H06364
负责人：
山崎聖司
金额：
$ 1万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-08-28 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

サルモネラには多くの薬剤排出ポンプが存在しているが、限られた化合物でしか研究がなされておらず、多くの種類の化合物を用いて排出機構の研究を行う必要がある。本研究では、排出ポンプとサルモネラ薬剤感受性の関係を調べるため、Biolog社のフェノタイプマイクロアレイを用いて、野生株と9つの排出ポンプ欠損株(以下Δ9)の呼吸活性を、2000種の条件下で測定した。また、様々な排出ポンプ欠損株を用いて、活性に違いがあった化合物の最小発育阻止濃度(MIC)を測定し、各化合物存在下における増殖曲線を測定した。これらの結果から、各化合物の感受性に影響する排出ポンプを特定した。フェノタイプマイクロアレイを用いた実験の結果、Δ9が野生株に比べ感受性を示したのは、66種の構造的に関連性のない化合物であった。Δ9はβラクタム・キノロン・マクロライドを含む多くの抗菌薬に感受性化するだけではなく、色素・界面活性剤・抗ヒスタミン薬・植物性アルカロイド・抗精神病薬・抗原虫病薬などにも感受性を示した。MICの測定結果からは、主にacrABとtolCの欠損が、これら化合物への感受性化の原因であることが分かった。また、acrB欠損株・tolC欠損株・Δ9は、化合物非存在下では野生株と同等の増殖能を有するにもかかわらず、化合物存在下での各欠損株の増殖速度は、野生株に比べ非常に遅い、あるいは増殖しないことが確認された。抗ヒスタミン薬や抗精神病薬などの薬剤も排出ポンプの基質であり、サルモネラの薬剤耐性機構において、AcrAB-TolC排出システムが担う役割が非常に広いことを明らかにした本論文は、Journal of Infection and Chemotherapy誌に採択された。さらに研究を進め、基質薬剤の構造情報を利用した、排出ポンプに排出されにくい薬剤設計手法の確立につなげたい。

尽管沙门氏菌中有多种药物外排泵，但仅研究了有限数量的化合物，因此有必要利用多种类型的化合物来研究外排机制。在本研究中，为了研究外排泵与沙门氏菌药物敏感性之间的关系，我们使用Biolog的表型微阵列测量了野生型菌株和9个外排泵缺陷菌株（Δ9）在2000个不同条件下的呼吸活性。。此外，使用各种外排泵缺陷菌株，我们测量了具有不同活性的化合物的最低抑制浓度（MIC），并测量了每种化合物存在下的生长曲线。根据这些结果，我们确定了影响每种化合物灵敏度的外排泵。表型微阵列实验表明，Δ9比野生型菌株对66种结构不相关的化合物更敏感。 Δ9不仅对许多抗生素敏感，包括β-内酰胺类、喹诺酮类和大环内酯类，而且对染料、表面活性剂、抗组胺药、植物生物碱、抗精神病药和抗原虫药物也敏感。 MIC测量结果表明acrAB和tolC缺陷是对这些化合物敏感的主要原因。此外，虽然acrB缺陷菌株、tolC缺陷菌株和Δ9在化合物不存在的情况下具有与野生型菌株相同的生长能力，但在化合物存在下各缺失菌株的生长速率明显较低与野生型菌株相比，证实生长缓慢或不发生。抗组胺药和抗精神病药等药物也是外排泵的底物，这篇论文发表在《感染杂志》上，并被《化疗》杂志接受。我们希望进一步推进我们的研究，并建立一种利用底物药物的结构信息来设计不太可能被外排泵排泄的药物的方法。

项目成果

期刊论文数量（28）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

フェノタイプマイクロアレイによるサルモネラの排出トランスポーターのフェノーム解析

使用表型微阵列对沙门氏菌外排转运蛋白进行表型组分析

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤岡拓真;山崎聖司;西野美都子;西野邦彦
通讯作者：
西野邦彦

多剤排出ポンプ阻害剤

多药外排泵抑制剂

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Structural Basis for the Inhibition of Multidrug Efflux Pumps

抑制多药外排泵的结构基础

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Seiji Yamasaki;Ryosuke Nakashima;Keisuke Sakurai;Katsuhiko Hayashi;Chikahiro Nagata;Kazuki Hoshino;Yoshikuni Onodera;Akihito Yamaguchi;and Kunihiko Nishino
通讯作者：
and Kunihiko Nishino

多剤耐性菌感染症の克服に向けた細菌薬剤排出ポンプの構造解析と阻害剤開発

细菌药物外排泵的结构分析和抑制剂的开发以克服多重耐药细菌感染

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mitsuhiro Machitani;Fuminori Sakurai;Keisaku Wakabayashi;Kosuke Nakatani;Kahori Shimizu;Masashi Tachibana and Hiroyuki Mizuguchi;山崎聖司
通讯作者：
山崎聖司

Phenotype microarray analysis of the drug efflux systems in Salmonella enterica serovar Typhimurium

鼠伤寒沙门氏菌药物外排系统的表型微阵列分析

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
Journal of Infection and Chemotherapy
影响因子：
2.2
作者：
Seiji Yamasaki;Takuma Fujioka;Katsuhiko Hayashi;Suguru Yamasaki;Mitsuko Hayashi-Nishino;and Kunihiko Nishino
通讯作者：
and Kunihiko Nishino