Development of a Drug Delivery System that Uses Antimicrobial Peptides to Enhance Membrane Permeability

薬学Cell membrane permeability is one of the obstacles that must be overcome during drug development. In the present study, antimicrobial peptides that increase cell membrane permeability were used to overcome this obstacle. In particular, melittin, indolicidin, magainin, and dermcidin were selected. Evaluation of membrane permeability enhancement by calcein-encapsulated liposomes suggested that melittin and indolicidin increase membrane permeability. Therefore, we designed the novel peptides melittinR8, or mellitin fused with R8, and indolicidinRGD, or indolicidin fused with RGD. Evaluation of membrane permeability enhancement by using calcein-encapsulated liposomes and 8 different cell types showed that mellitinR8 exhibits the greatest permeability enhancement among the antimicrobial peptides tested. By using FITC-DNA and FITC-Dextran as model drugs, the enhancement of drug delivery into cells by melittinR8 was evaluated. As a result, high membrane permeability enhancement was observed in the case of delivering FITC-DNA into cancer cells. These results indicate that melittinR8 can be a tool to facilitate the delivery of DNA into cancer cells.細胞膜透過性は医薬品開発における問題点の一つである。今回は、細胞膜透過性亢進作用を有する抗菌ペプチドに着目した。抗菌ペプチドとしてメリチン、インドリシジン、マガイニン、ダームシジンを選択した。カルセイン封入リポソームにより膜透過性亢進作用を評価したところ、メリチンとインドリシジンが高い膜透過性亢進作用を示した。そこで、メリチンR8、インドリシジンRGDを新たに設計し、リポソームおよび8種類の細胞を用いて評価したところメリチンR8が高い膜透過性亢進作用を示した。モデル薬物としてFITC-DNAとFITC-Dextranを用いてメリチンR8による細胞内への送達を評価したところ、ガン細胞とFITC-DNAの組合せにおいて高い膜透過性亢進作用が得られた。以上、メリチンR8はDNAをガン細胞内へ送達するデリバリーツールとなりえると考える