目次
- KPVトリペプチドの発見
- KPVトリペプチドの潜在的な健康効果
- KPV:作用機序
- KPVペプチドに関する研究
- KPVと炎症性腸疾患(IBD)
- KPVと炎症性疾患、自己免疫疾患、アレルギー性疾患
- KPVと潰瘍性大腸炎
- KPVと癌
- KPVと肺炎(喘息)
- 合成KPVとHIV感染細胞
- KPVと神経炎症
- KPVと抗菌活性
- KPVと創傷治癒
- KPVと発熱
- 応募経路
- KPVトリペプチドの副作用
- KPVトリペプチドの投与量
- 概要
KPVトリペプチドの発見
KPVは、α-メラノサイト刺激ホルモン(α-MSH)に由来する天然由来のペプチドである。リジン、プロリン、バリンの3つのアミノ酸からなる。α-メラノサイト刺激ホルモン(α-MSH)に由来するKPVは強力な抗炎症作用を持ち、免疫反応を調節することで炎症を著しく抑えることができる。
この記事では、その背景、作用機序、投与量、副作用、研究引用、ケーススタディ、潜在的な応用に関する推奨事項などを解説している。
オキシトシン、エンドルフィン、KPV、エンケファリンなどのペプチドは、50個以下のアミノ酸からなる短い鎖である。ペプチドは自然界に存在し、ホルモン、神経伝達物質、シグナル伝達分子など、生体システムにおいてさまざまな役割を果たしている。ペプチドの発見は20世紀初頭にさかのぼり、科学者たちがさまざまな供給源から小さなタンパク質断片を同定し、分離し始めた。
最初に発見されたペプチドの一つは、1906年に下垂体後葉から単離されたホルモンであるオキシトシンであった。その後、科学者たちは、1970年代に発見されたエンドルフィンなど、新しいペプチドの同定と研究を続けた。 この時期に発見された他の重要なペプチドには、エンケファリンとサブスタンスPがある。現代のペプチド合成と配列決定技術の進歩は、この分野の研究に大きな進歩をもたらした。その結果、研究者たちはα-メラノサイト刺激ホルモン(α-MSH)に関連するトリペプチドをいくつか同定した。これらのペプチドには、KPV(リジン、プロリン、バリン)やAGRP(アグーチ関連タンパク質)、またMT-II(メラノタンII)やPT-141(ブレメラノタイド)などの合成トリペプチドも含まれる。これらは、抗炎症剤、抗菌剤、がん治療、神経疾患の治療など、さまざまな分野で治療応用の可能性を示している。
KPVトリペプチドの潜在的な健康効果
KPVトリペプチドは、ヒトでもっと徹底的に研究される必要がある。しかし、動物実験や実験室での研究から、次のような健康上の利点があると考えられている:
- KPVトリペプチドには、強力な抗炎症作用と解熱作用があることが分かっており、様々な慢性的な健康状態に伴う痛み、腫れ、発熱の軽減に役立つ可能性がある。KPVトリペプチドは、炎症や発熱の原因となる炎症性サイトカインの産生やシグナル伝達経路を阻害することで作用する;
- 抗炎症作用に加えて、KPVトリペプチドは胃腸の健康にも重要な効果があることがわかっている。腸のホメオスタシスを改善し、腸内細菌叢を調整し、炎症性腸疾患(IBD)、潰瘍性大腸炎(UC)、過敏性腸症候群(IBS)に関連する症状を緩和するのに役立つ;
- KPVトリペプチドは、その強い抗炎症作用により、創傷治癒に好影響を与えることが示されている。創傷治癒プロセスを促進することができ、他の治療法とは異なり、皮膚の色素沈着を引き起こさない。さらに、KPVトリペプチドの免疫賦活作用により、創傷再生過程における感染リスクを軽減することができる;
- また、KPVトリペプチドの抗菌特性は、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)やカンジダ・アルビカンス(Candida albicans)などの微生物によって引き起こされる様々な感染症の予防・治療薬としても期待されている。これらの微生物は多くの感染症の原因となっており、KPVトリペプチドの抗菌作用は、それらの予防や治療に役立つ可能性がある;
- KPVトリペプチドはまた、皮膚の健康に有益な効果をもたらすことがわかっている。その抗炎症作用は、炎症や炎症、アレルギー性接触皮膚炎などの皮膚症状を改善する。さらに、その抗菌特性は、皮膚感染症の予防と治療に役立ちます;
- さらに、KPVトリペプチドには脳の健康に役立つ可能性があることも判明している。KPVトリペプチドは、炎症性メディエーターから神経細胞の完全性を保護し、神経炎症やその他の神経変性疾患を予防することができる。KPVトリペプチドには多くの健康効果が期待され、今後の研究開発が期待される化合物である。
KPV:作用機序
KPVは、体内の炎症反応の原因となるTNF-αやIL-6などの炎症性サイトカインの産生を抑制することによって作用する。KPVは、ヒトのケラチノサイトや単球細胞において、腫瘍壊死因子α(TNF-α)、インターロイキン-6(IL-6)、一酸化窒素(NO)などの炎症性サイトカインの産生を減少させ、核内転写因子NFκB(NF-κB)の活性化を抑制することが、実験室および動物実験の両方で確認されている。さらに、メラノトロピンと同様のNF-κB活性化抑制作用を有することが判明した。また、KPVの立体異性体であるKdPVは、ラットの肺胞細胞においてLPS誘導性のNF-κB活性化を抑制することが示された。他の関連ペプチドや立体異性体は、KPVより弱い抗炎症活性を示す。
KPVペプチドに関する研究
KPVと炎症性腸疾患(IBD)
動物実験では、メラノコルチン由来のトリペプチドKPVが、DSSとCD45RBという2つの大腸炎モデルにおいて、有意な抗炎症作用を示すことが示された(hi)。DSSモデルでは、KPV投与により、早期回復、有意な体重増加、大腸組織における炎症浸潤およびミエロペルオキシダーゼ(MPO)活性の低下が認められた。CD45RB大腸炎(hi)においても、KPV投与は回復、体重の回復、炎症性変化の軽減をもたらした。この研究により、KPVは炎症性腸疾患(IBD)治療の有望な選択肢となる可能性が示唆され、KPVの効果はMC1Rシグナルとは部分的に独立しているようである[1]。
最近の研究で、KPVには抗炎症作用があり、腸に役立つ可能性があることがわかった。この研究では、タンパク質トランスポーターhPepT1がKPVを輸送し、腸管上皮細胞や免疫細胞に入り込むことを発見した。KPVは腸内に入ると、重要なシグナル伝達経路であるNF-κBとMAPK経路の活性化を抑制する。また、KPVは炎症性サイトカインの分泌も抑える。この研究ではマウスを使った実験を行い、KPVの経口投与が大腸炎と炎症を抑えることがわかった。また、hPepT1がKPVの抗炎症作用を媒介する上で重要な役割を果たしており、免疫細胞もKPVを通じて炎症を抑える可能性があることも示唆された。全体として、これらの研究は、炎症性腸疾患(IBD)の治療薬としてのKPVの可能性を強調している[2]。
最新の研究では、抗炎症作用のあるトリペプチドKPVを大腸に運ぶナノ粒子を設計し、マウスの大腸炎に対する治療効果を評価した。in vitroとin vivoの両実験で、NP-KPVは炎症反応を抑え、マウスの炎症や組織学的パラメーターを抑制した。これらの結果は、NPが生理的障壁を乗り越え、KPVのような抗炎症剤を炎症部位に送達できるドラッグ・デリバリー・システムとして機能する可能性を示唆している。これは、IBDの画期的な新しい治療法となりうる[3]。
KPVと炎症性疾患、自己免疫疾患、アレルギー性疾患
接触過敏症モデルマウスにおいて、α-MSHとKPVは感作と免疫反応の誘発を抑制し、ハプテン特異的寛容を誘導した。これらの結果は、KPVと関連ペプチドが、様々な炎症性疾患、自己免疫疾患、アレルギー性疾患に対する将来の治療アプローチとなる可能性を示唆している [4]。
KPVと潰瘍性大腸炎
動物実験によると、ある種の酸に由来するPMSPと呼ばれるハイドロゲルは、潰瘍性大腸炎(UC)の治療において、KPVの効果的な担体であった。PMSPは炎症を起こした大腸に付着し、KPVの生理活性を維持することができた。さらに、PMSPは高温下でも安定性に優れていた。PMSP-KPVを投与した潰瘍性大腸炎のラットは症状が軽く、大腸上皮バリアの回復が見られた。さらに、PMSP-KPVは、有益な微生物の存在量を増加させることによって、腸内細菌叢に好影響を与えた[5]。
別の研究では、KPV/SH-PGAハイドロゲルは大腸炎の症状を緩和し、大腸の再生を促進し、炎症性サイトカインの発現を減少させる効果があることがわかった。このことから、KPV/SH-PGAハイドロゲルは潰瘍性大腸炎の治療に有望な戦略であると結論づけられた[6]。
動物実験において、KPVを担持したポリマーナノ粒子(NPs)は、腸細胞に毒性を示すことなく粘膜治癒を促進し、炎症を緩和する効果を示した。ハイドロゲルにカプセル化してマウスに経口投与したところ、HA-KPV-NP/ハイドロゲルシステムは潰瘍性大腸炎の治療において、KPV-NP/ハイドロゲルシステム単独よりも優れた治療効果を示し、UC治療におけるKPVの標的化送達の可能性を示した [7]。
KPVと癌
ある動物実験で、腸管タンパク質トランスポーター1(hPepT1)遺伝子を過剰発現させたマウスでは腫瘍が大きくなり、炎症が増加したことが報告された。一方、hPepT1を欠失させたマウスでは腫瘍の大きさと炎症が減少した。さらに、大腸がん患者のヒト大腸組織サンプルではhPepT1の発現増加が観察され、hPepT1が大腸がんの治療薬になる可能性が示唆された。また、hPepT1 KPVが輸送する抗炎症性トリペプチドは、野生型マウスでは腫瘍形成を予防したが、hPepT1欠損マウスでは効果がなかった。これらの結果は、KPVがhPepT1によって輸送されることにより、大腸がんの治療に利用できる可能性を示唆している[8]。
KPVと肺炎(喘息)
研究チームは、KPVとメラノコルチン受容体作動薬であるγ-MSHのヒト気道気管支上皮における炎症抑制効果を調べた。その結果、KPVとγ-MSHはともに、NFκBシグナル伝達、マトリックスメタロプロテアーゼ-9活性、IL8とエオタキシンの分泌を用量依存的に抑制できることがわかった。KPVはp65RelAの核内インポートを抑制した。KPVのようなメラノコルチンペプチドが、肺疾患における気道炎症を標的とすることが報告されている [9]。
合成KPVとHIV感染細胞
ある研究では、α-MSHとそのトリペプチドであるKPVが感染細胞におけるHIVの発現に及ぼす影響を調べた。この研究では、HIVに感染したU1細胞がα-MSHを産生し、これがα-MSH受容体1(MC1R)を介してHIVの発現を阻害することがわかった。合成α-MSHとKPVはまた、転写レベルでの核因子κBの活性化を阻害することによって、HIVの複製を減少させた。これらの結果は、高濃度の合成KPVが感染細胞におけるHIVの発現を抑えるのに効果的である可能性を示唆している[10]。
KPVと神経炎症
神経免疫調節ペプチドであるα-MSHは、末梢および中枢神経系の炎症細胞における炎症性サイトカインの産生と作用を調節する。α-MSHの断片であるKPV [11-13] もまた、末梢細胞への直接作用、脳内の炎症細胞への作用、末梢組織の炎症を制御する下行性神経系抗炎症経路を通じて、炎症を調節するという研究報告がある [11]。
KPVと抗菌活性
K末端のトリペプチドであるKPVは、その直接的な抗菌効果に必須であり、抗菌性を有することがいくつかの研究で示されている。さらに、このペプチドの二量体である(CKPV)2は、in vitroとin vivoの両方でカンジダ膣炎に対する抗真菌活性を持つことが示された。さらに、KPVを含むα-MSHのC末端トリペプチドは、大腸菌に対して抗菌活性を有することが見出され、α-MSHは、メチシリン感受性の有無にかかわらず、プランクトン型とバイオフィルム型の両方の黄色ブドウ球菌株に対して抗菌活性を有することが見出された[12]。
in vitro試験において、(CKPV) 2はグラム陽性菌およびグラム陰性菌、またカンジダ・アルビカンスを含むいくつかの真菌株に対して抗菌活性を示すことが示されている。(CKPV)2の抗菌活性は、微生物の細胞膜を破壊し、細胞死に導く能力によるものと考えられている[12, 13]。α-MSHとその断片であるKPVは、グラム陽性菌である黄色ブドウ球菌と酵母の一種であるカンジダ・アルビカンスに対して、抗菌活性試験で阻害活性を示している[12, 13]。
KPVと創傷治癒
KPVはウサギの角膜上皮創傷治癒を促進し、角膜組織の一酸化窒素(NO)と結合する可能性があることがわかった。KPVの局所投与後、コントロール群と比較して、有意に多くの小さな角膜上皮欠損と完全な再上皮化が認められた。KPVの潜在的な治療効果は、一酸化窒素合成酵素阻害剤であるL-NAMEの使用によって阻害された。この特定のin vitro研究では、KPVがウサギ角膜上皮細胞の細胞生存率を増加させることが示された[14]。
KPVと発熱
α-MSHの解熱作用における11-13アミノ酸配列の重要性を明らかにした。リジン、プロリン、バリン(KPV)を発熱ウサギに中枢と末梢の両方に投与した。その結果、KPVは中枢投与、末梢投与ともに発熱を抑制した。このことは、11-13の配列がα-MSHの解熱活性の伝達配列の一部であることを示していた。しかし、KPVは親分子に比べて効力が弱かったことから、完全な解熱作用には分子の他の部分が必要であることが示唆された[15]。
応募経路
このトリペプチドに関するほとんどの研究はげっ歯類で行われているため、KPVの適切な投与量と投与経路を示すヒトでの研究データは限られている。
入手可能なデータによると、KPVは局所クリーム、注射、経皮、カプセル、スプレーによる経口投与が効果的である。最も適切な投与方法は、患部によって異なる。経口剤では、KPVは腸の問題を軽減するのに役立つ。KPVの注射剤は通常、全身的な抗炎症効果を期待して投与される。
KPVトリペプチドの副作用
様々な動物実験によると、KPVは一般的に忍容性が高い。しかし、他のサプリメントや医薬品と同様、胃腸の不調やKPVに対する過敏症という形で副作用が出る可能性がある。
ヒトにおけるKPVの効果や害についてはさらなる研究が必要であり、このペプチドを使用する際には注意が必要である。
低用量から開始し、副作用の可能性を観察しながら、忍容性に応じて徐々に増量することが推奨される。レシピエントが授乳中、妊娠中、または妊娠を計画している場合は、KPVを服用することは推奨されません。
KPVは、動物実験では有望な潜在的健康効果を示しているが、ヒトにおける有効性と安全性を判断するには、さらなる研究が必要である。
KPVトリペプチドの投与量
サプリメントとしてのKPVの投与量は、ヒトでの研究が不足しているため、特定されていない。研究目的で、KPVを投与し、炎症を抑え、創傷治癒や皮膚の炎症を促進する効果を観察したい研究者のためのプロトコールの例を以下に示す[15]。
1日の投与量: 動物実験に基づき、200~400mcgのKPVを皮下注射/経口投与する。
投与頻度:毎日投与する。
期間 好みの仕上がりになるまでサーブする。
皮膚刺激が生じたり悪化したりした場合は、KPVトリペプチドの投与を中止すべきである。このプロトコールに従った25日間の治療には、5mg入りのKPVバイアル1本で十分である。
これはあくまでプロトコールの一例であることに留意されたい。KPVの適切な投与量および投与タイミングは、特定の研究目的および被験者によって異なる場合があります。また、医療従事者と相談し、ヒトを対象とする研究を実施するために適用されるすべてのガイドラインおよび倫理規則を遵守することが重要です。
概要
様々な研究データから、KPVペプチドは炎症性腸疾患(IBD)、潰瘍性大腸炎(UC)、その他の炎症性疾患、自己免疫疾患、アレルギー疾患の治療に応用できる可能性がある。KPVは抗炎症作用を示し、腸、神経、肺に効果があると考えられる。炎症シグナル伝達経路の活性化を抑制し、炎症性サイトカインの分泌を抑えることができる。KPVは、ナノ粒子やハイドロゲルなどの薬物送達システムを用いて炎症部位に輸送することができる。また、KPVは、IL-1βの機能を阻害することによって生じる可能性のある、ユニークな抗炎症作用を有することが判明している。さらに、KPVは、大腸がん患者で過剰発現しているhPepT1タンパク質に結合することから、がん治療の可能性がある。
さらに、KPVは神経細胞の健康をサポートし、抗菌活性を示し、創傷治癒を促進する可能性がある。一部の研究では、KPVには解熱作用があり、発熱を抑える可能性があることが示唆されている。しかし、KPVに関する利用可能な研究はまだ限られており、その潜在的な利点と関連するリスクを完全に理解するためには、さらに多くの研究が必要であることに注意することが重要である。
免責事項
この記事は、議論されている物質について教育し、認識を高めるために書かれたものである。取り上げている物質は物質であり、特定の製品ではないことに留意することが重要である。本文に含まれる情報は、利用可能な科学的研究に基づくものであり、医学的助言として、あるいは自己治療を促進することを意図したものではありません。読者は、すべての健康および治療に関する決定について、資格を有する医療専門家に相談することをお勧めする。
情報源
- Kannengiesser, K., Maaser, C., Heidemann, J., Luegering, A., Ross, M., Brzoska, T., Bohm, M., Luger, T. A., Domschke, W., & Kucharzik, T. (2008).メラノコルチン由来トリペプチドKPVは、炎症性腸疾患のマウスモデルにおいて抗炎症性を示す。炎症性腸疾患, 14(3), 324-331. https://doi.org/10.1002/ibd.20334
- PepT1を介したトリペプチドKPVの取り込みは腸の炎症を抑える。Gastroenterology.2008 Jan;134(1):166-78. doi: 10.1053/j.gastro.2007.10.026. Epub 2007 Oct 17. PMID: 18061177; PMCID: PMC2431115.
- Laroui, H., Dalmasso, G., Nguyen, H. T., Yan, Y., Sitaraman, S. V., & Merlin, D. (2010).多糖ハイドロゲルを用いて大腸を標的とした薬剤負荷ナノ粒子は、マウスモデルにおいて大腸炎を軽減した。Gastroenterology, 138(3), 843-53.e532. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2009.11.003
- Luger, T. A., Scholzen, T. E., Brzoska, T., & Böhm, M.(2003).免疫系におけるα-MSHと関連ペプチドの機能に関する新たな知見。Annals of the New York Academy of Sciences, 994, 133-140. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2003.tb03172.x
- Zhao, Y., Xue, P., Lin, G., Tong, M., Yang, J., Zhang, Y., Ran, K., Zhuge, D., Yao, Q., & Xu, H. (2022).KPV結合二重網目ハイドロゲルは、炎症を起こした結腸において腸粘膜バリアを回復させる。Acta biomaterialia, 143, 233-252. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.02.039
- Sun,J.、Xue,P.、Liu,J.、Huang,L.、Lin,G.、Ran,K.、Yang,J.、Lu,C.、Zhao,Y.Z., & Xu, H. L. (2021).ラットにおけるTNBS誘発潰瘍性大腸炎を緩和するγ-ポリグルタミン酸安定化トリペプチドKPVのシステアミングラフト自己架橋型ハイドロゲル。ACS biomaterials science & engineering, 7(10), 4859-4869. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.1c00792
- Xiao, B., Xu, Z., Viennois, E., Zhang, Y., Zhang, Z., Zhang, M., Han, M. K., Kang, Y., & Merlin, D. (2017).ヒアルロン酸機能化ナノ粒子を介したトリペプチドKPVの経口標的デリバリーは潰瘍性大腸炎を効率的に緩和する。Molecular therapy: the journal of the American Society of Gene Therapy, 25(7), 1628-1640. https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2016.11.020
- Viennois, E., Ingersoll, S. A., Ayyadurai, S., Zhao, Y., Wang, L., Zhang, M., Han, M. K., Garg, P., Xiao, B., & Merlin, D. (2016).大腸炎関連癌の促進におけるPepT1の重要な役割と、マウスモデルにおける抗炎症性PepT1介在トリペプチドKPVの治療効果。Cellular and molecular gastroenterology and hepatology, 2(3), 340-357. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2016.01.006
- Land S. C. (2012).メラノコルチン関連ペプチドによるヒト気管支上皮細胞の細胞性および全身性炎症キューの抑制:KPVの作用機序とMC3Rアゴニストの役割。International journal of physiology, pathophysiology and pharmacology, 4(2), 59-73.
- Barcellini, W., Colombo, G., La Maestra, L., Clerici, G., Garofalo, L., Brini, A. T., Lipton, J. M., & Catania, A. (2000).α-メラノサイト刺激ホルモンペプチドは、慢性感染前駆細胞U1細胞および急性感染単球におけるHIV-1発現を阻害する。Journal of leukocyte biology, 68(5), 693-699.
- Ichiyama, T., Sato, S., Okada, K., Catania, A., & Lipton, J. M. (2000).神経免疫調節ペプチドα-MSH。Annals of the New York Academy of Sciences, 917, 221-226. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2000.tb05386.x
- α-メラノサイト刺激ホルモン:新たな抗炎症抗菌ペプチド。Biomed Res Int.2014;2014:874610. doi: 10.1155/2014/874610. epub 2014 Jul 23. PMID: 25140322; PMCID: PMC4130143.
- Catania, A., Cutuli, M., Garofalo, L., Carlin, A., Airaghi, L., Barcellini, W., & Lipton, J. M. (2000).宿主防御における神経ペプチドα-MSH。Annals of the New York Academy of Sciences, 917, 227-231. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2000.tb05387.x
- Bonfiglio, V., Camillieri, G., Avitabile, T., Leggio, G. M., & Drago, F. (2006).角膜上皮創傷治癒におけるCOOH末端トリペプチドα-MSH(11-13)の効果:一酸化窒素の役割。Experimental eye research, 83(6), 1366-1372. https://doi.org/10.1016/j.exer.2006.07.014
- Brzoska, Thomas; Luger, Thomas A.; Maaser, Christian; Abels, Christoph; Böhm, Markus (2008).α-Melanocyte-Stimulating Hormone and Related Tripeptides: Biochemistry, Anti-inflammatory and Protective Effects in Vitro and in Vivo , and Future Perspectives for the Treatment of Immune-Mediated Inflammatory Diseases.内分泌レビュー, 29(5), 581-602.