Research press release

【免疫】カーペットバイパーの抗毒素療法となる可能性

Nature Communications

Immunology: New possible treatment for saw-scaled viper venom

カーペットバイパー(Echis carinatus)の毒による生体組織の損傷を防ぐことができる新しい治療法の可能性を示した論文が、今週掲載される。この論文には、カーペットバイパーの毒によってマウスの組織が破壊される過程の基盤となる機構に関する手掛かりも示されている。

ヘビによる咬傷は、毎年、約550万例が記録され、その結果、40万人が切断手術を受け、12万5千人が死亡している。アフリカ北部とアジアでのヘビ咬傷による死亡例の大部分は、カーペットバイパーの毒が原因となっている。現在利用可能な抗毒素療法では被害者の命を守れるが、カーペットバイパー咬傷による組織の破壊を抑制できない。具体的に説明すると、カーペットバイパーの毒は、白血球の一種である好中球を咬傷部位に誘導するが、組織の破壊において好中球が果たす役割がこれまでのところ正確に解明されていない。

今回の研究で、Kempaiah Kemparajuたちは、約10匹のマウスのグループを複数用意して、いくつかの実験を実施し、カーペットバイパーの毒をマウスの尾に注射し、この毒が好中球細胞外トラップ(NET)の形成を誘導して、好中球の自己破壊を引き起こすことを明らかにした。NETは、特異的なタンパク質と遺伝物質からなる抗菌剤だ。毒が注射されると、NETが毒を捕捉して、体内に毒が急速に分布しないようにするが、注射部位付近の血管を詰まらせて組織の破壊を促進する。Kemparajuたちは、DNアーゼ1を外部から加えることでNETを分解できることを実証した。DNアーゼ1は、NETの主要な構成要素であるDNAを分解する酵素だ。DNアーゼ1と毒素を注射されたマウスの体内ではNETの形成は起こらず、注射部位付近での毒の蓄積と組織の破壊も起こらなかったが、毒が体内に急速に広がるために死亡率が高くなった。しかし、毒素を注射してから30分後または180分後にDNアーゼ1を注射した場合には、組織の破壊が起こらなくなり、死亡率も高くならなかった。

以上の結果がヒトに妥当することが明らかになれば、特異的なタイミングによるDNアーゼ1の投与がヘビ毒による組織の破壊を防ぐ治療法となる可能性が生まれることが示唆されている。

A potential new treatment for preventing tissue damage from saw-scaled viper venom is presented in Nature Communications this week. The paper also provides insight into the mechanisms underlying viper venom-induced tissue destruction in mice.

Approximately 5.5 million snakebites - responsible for 0.4 million amputations and 0.125 million deaths - are recorded annually. The venom of saw-scaled and carpet vipers accounts for most cases of human death by snake bite in northern Africa and Asia. Although available antivenom therapy can prevent death, it fails to inhibit viper bite-induced tissue destruction. Specifically, it is known that the venom of the saw-scaled viper Echis carinatus attracts white blood cells called neutrophils to the bite site; however, the precise role of these cells in tissue destruction has been unclear up to now.

Kempaiah Kemparaju and colleagues inject E. carinatus venom into the tails of mice (in groups of about ten across several experiments) and show that the venom causes neutrophil self-destruction by inducing formation of neutrophil extracellular traps (NETs) - antimicrobial agents made of specific proteins and genetic material. When venom injection takes place, NETs capture the venom in order to prevent its rapid distribution through the body, but they also block blood vessels in the vicinity of the injection site, promoting tissue destruction. The authors demonstrate that NETs can be degraded by externally added DNase1, an enzyme that degrades DNA, which is a major component of NETs. Mice injected with DNAse1 and with the venom do not develop NETs, and are not affected by venom accumulation and tissue destruction at the injected site, but have greater mortality rates due to increased venom spread. However, the authors find that when DNase1 was injected 30 or 180 minutes after venom injection tissue destruction was prevented and this was not accompanied by an increase in mortality.

These results, if shown to be valid in humans, suggest that specifically-timed treatment with DNase1 may have a therapeutic potential for preventing tissue destruction caused by snake venom.

doi: 10.1038/ncomms11361

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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