JP5161872B2

JP5161872B2 - 細菌感染に対する抗微生物療法

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Publication number: JP5161872B2
Application number: JP2009509888A
Authority: JP
Inventors: ニジェット，ビクター; リュー，ジョージ，ワイ．; オールドフィールド，エリック; ソン，ヨンチェン
Original assignee: ザレジェンツオブザユニヴァースティオブカリフォルニア; ユニバーシティオブイリノイズアットアーバナ−シャンペーン
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2027-05-11
Also published as: US20090306021A1; US8778913B2; US8148352B2; EP2020857A4; HK1131004A1; CN101460059B; CN101460059A; WO2007133712A3; WO2007133712A2; AU2007249792B2; KR20090007582A; JP2009541210A; US20140154302A1; NZ572797A; KR101385868B1; EP2020857A2; AU2007249792A1; CA2650839A1

Description

本発明は、細菌感染に対する抗微生物療法に関する。

背景
オグストン（Ｏｇｓｔｏｎ）（１８８１年）は、外科的膿瘍から膿の形態で回収された細菌のブドウ状クラスターを記述するスタフィロコッカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）属という用語（ｓｔａｐｈｙｌｏ＝ブドウ（ギリシャ語））を考案した。その後まもなく、ローゼンバッハ（Ｒｏｓｅｎｂａｃｈ）（１８８４年）は、この病原体を純粋培養物の形態で分離し、通常は皮膚表面にコロニーを形成するそれほどビルレントでないブドウ球菌類と対比されるその特徴的な表面色素沈着にちなんでＳ．アウレウス（S. aureus）（金色（ラテン語））という種名を提案した。

抗微生物療法の時代もその６０年目に入ると、感染性疾患の罹患率および死亡率は大幅に減少した。しかしながら、耐性微生物の出現は、現在かなりの割合に達しており、医学界に大きな課題を投げかけている。第一選択の抗生物質療法に対してますます不応答性になってきている際立ったグラム陽性細菌性病原体Ｓ．アウレウス（S. aureus）では、厄介な傾向がとくに顕在化している。Ｓ．アウレウス（S. aureus）は、命にかかわる急性細菌感染の原因としておそらく世界中で最も多く見受けられるものであり、単純なせつ腫または膿痂疹から劇症敗血症または毒素性ショック症候群に至るまでさまざまな重症度の多様な一連の疾患を引き起こしうる。Ｓ．アウレウス（S. aureus）は、菌血症、病院関連（院内）感染、皮膚・軟組織感染、創傷感染、および骨・関節感染の唯一の主原因である。それは、心内膜炎および食中毒の病因として最も多く見受けられるものの１つである。

２４，０００例を超える侵襲性細菌分離株の全国的前向き調査によると、メチシリン耐性を有する疾患関連Ｓ．アウレウス（S. aureus）（ＭＲＳＡ）菌株は、１９９５年では２２％であったが現在では５７％に増大している。ＭＲＳＡは、現在、院内感染でだけでなく市中感染でも頻繁に同定されている。この本格的な公衆衛生上の危機に対処するために、新規なクラスの抗生物質を探索する緊急の必要性が存在する。１０種未満の抗細菌性骨格をベースとする類似体の合成を半世紀にわたり行ってきた結果、１００種超の抗細菌剤の開発および販売に結びついたが、オキサゾリジノン核を除いて、出現する耐性問題に対処する新しい骨格は、過去３０年間現れなかった。

典型的な抗生物質法では、細胞壁生合成、タンパク質合成、ＤＮＡ複製、ＲＮＡポリメラーゼ、または代謝経路のような本質的細胞機能を標的にすることにより、細菌の死滅または増殖抑制が試みられる。これらの細胞機能の多くは、哺乳動物細胞にとっても本質的なものであり、微生物中の標的と宿主細胞中の対応物（複数可）との間のわずかな分子的差異を必要とするので、こうした従来療法は、毒性の危険性がより高い。第２に、同一の本質的標的を反復使用するということは、細菌が治療期間中に特定の抗生物質に対して耐性を生じた場合、同一の標的に作用する他の薬剤に対して、細菌が他方の薬剤に暴露されなかったとしても、同時に交差耐性になる可能性があることを意味する。第３に、従来療法では、細菌に対して「生死にかかわる」チャレンジを行うので、抗微生物剤に対して耐性を生じる強い選択圧が加わる。最後に、多くの現在の抗生物質は、非常に広範にわたる活性を有し、正常フローラの多くの成分を根絶する副作用があるので、クロストリジウム・ディフィシレ（Clostridium difficile）結腸炎や二次菌類感染（たとえばカンジダ（Candida）属）のような望ましくない合併症を引き起こす。

ＭＲＳＡの出現により、Ｓ．アウレウス（S. aureus）感染の経験的療法におけるメチシリンおよび関連抗生物質（オキサシリン、ジクロキサシリン）ならびにセファロスポリン類（cephalosporings）すべて（たとえば、セファゾリン、セファレキシン）の臨床的有用性が損なわれた。ＭＲＳＡは、多くの場合、マクロライド類（たとえば、エリスロマイシン）、β−ラクタマーゼ阻害剤の組合せ（たとえば、ユナシン（Ｕｎａｓｙｎ）、オーグメンチン（Ａｕｇｍｅｎｔｉｎ））、およびフルオロキノロン類（たとえば、シプロフロキサシン）に対して有意な耐性レベルを有し、ときには、クリンダマイシン、トリメトプリム／スルファメトキサゾール（sulfamethoxisol）（バクトリム（Ｂａｃｔｒｉｍ））、およびリファンピンに対して耐性である。重篤なＳ．アウレウス（S. aureus）感染では、静脈内投与バンコマイシン（Ｖａｎｃｏｍｙｃｉｎ）は最後の手段であるが、これまでにも、ＭＲＳＡの治療に一般に使用される静脈内投与抗生物質バンコマイシンに対するＳ．アウレウス（S. aureus）の耐性に関する驚くべき報告が存在する。

リネゾリド（ザイボックス（Ｚｙｖｏｘ））やキヌプリスチン／ダルフォプリスチン（シナシッド（Ｓｙｎｅｒｃｉｄ））（両方とも、リボソームサブユニットに結合する伝統的標的を利用してＲＮＡ合成を阻害する）のような新しい抗ＭＲＳＡ剤は、きわめて高価である。

概要
カロテノイド類は、微生物のビルレンス因子／耐性因子として機能することが本発明により実証される。一特定例では、Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドは、その抗酸化性に基づいて好中球媒介死滅を障害し疾患の病理発生を促進するビルレンス因子であること、２）該生物は、カロテノイド色素産生の薬理学的阻害により酸化剤媒介死滅や血液媒介死滅の影響をより受けやすくなるという証拠、および（３）スクアレン合成阻害剤によりスタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）の色素産生を妨害することが可能でありかつスクアレン合成阻害によりスタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）の病原性をｉｎｖｉｖｏで低下させることが可能であるという証拠が本発明により実証される。

本発明は、式ＩまたはＩＩ：

〔式中、
ｍは、０、１、２、または３であり、
ｎは、両端を含めて１〜１０の整数であり、
各Ｄおよび各Ｅは、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択され、
Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は、それぞれ独立して、金属、アンモニウム、およびそれらのエステルよりなる群から選択され、
Ｒ^１は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^１およびＲ^２は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^２は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^２およびＲ^１は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、またはＲ^２およびＲ^３は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^３は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^３およびＲ^２は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、またはＲ^３およびＲ^４は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^４は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^４およびＲ^３は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、およびＲ^９は、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択され、
Ｌ^１は、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ_２−、−Ｏ−、−Ｎ（Ｒ^１９）−、または−Ｃ（Ｒ^２０）（Ｒ^２１）−である｛ここで、Ｒ^１９、Ｒ^２０、およびＲ^２１は、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択される｝〕

〔式中、
ｘは、０、１、２、または３であり、
ｙは、両端を含めて１〜１０の整数であり、
各Ｇおよび各Ｊは、独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択され、
Ｍ^４、Ｍ^５、およびＭ^６は、それぞれ独立して、金属、アンモニウム、およびそれらのエステルよりなる群から選択され、
Ｒ^１０は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^１０およびＲ^１１は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^１１は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^１１およびＲ^１０は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、またはＲ^１１およびＲ^１２は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^１２は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^１２およびＲ^１１は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、またはＲ^１２およびＲ^１３は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^１３は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^１３およびＲ^１２は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^１４、Ｒ^１５、Ｒ^１６、Ｒ^１７、およびＲ^１８は、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択され、
Ｌ^２は、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ_２−、−Ｏ−、−Ｎ（Ｒ^２２）−、または−Ｃ（Ｒ^２３）（Ｒ^２４）−である｛ここで、Ｒ^２２、Ｒ^２３、およびＲ^２４は、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択される｝〕
により表される化合物を包含する化合物を提供する。

他の態様では、ｍは、０または１であり、ｎは、両端を含めて１〜５の整数であり、各Ｄおよび各Ｅは、独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、およびハロから選択され、
Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、およびＲ^９は、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、およびハロよりなる群から選択され、
Ｒ^１９、Ｒ^２０、およびＲ^２１は、それぞれ独立して、Ｈ、アルキル、および置換アルキルよりなる群から選択され、
Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は、それぞれ独立して、アルカリ金属であり、
ｘは、０または１であり、
ｙは、両端を含めて１〜５の整数であり、
各Ｇおよび各Ｊは、独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、およびハロから選択され、
Ｒ^１０、Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３、Ｒ^１４、Ｒ^１５、Ｒ^１６、Ｒ^１７、およびＲ^１８は、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、およびハロよりなる群から選択され、
Ｒ^２２、Ｒ^２３、およびＲ^２４は、それぞれ独立して、Ｈ、アルキル、および置換アルキルよりなる群から選択され、
Ｍ^４、Ｍ^５、およびＭ^６は、それぞれ独立して、アルカリ金属である。

さらに他の態様では、ｍは、１であり、ｎは、３であり、各Ｄおよび各Ｅは、Ｈであり、Ｒ^１は、Ｈ、Ｆ、またはベンジルであり、Ｒ^２は、Ｈ、Ｆ、またはＣＦ_３であり、Ｒ^３は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３、ｔ−ブチル、ｎ−プロピル、またはベンジルであり、Ｒ^４は、ＨまたはＦであり、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、およびＲ^９は、それぞれ、Ｈであり、Ｒ^８は、ＨまたはＦであり、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は、それぞれ、カリウムであり、Ｌ^１は、−Ｏ−、−ＮＨ−、またはＣＨ_２であり、ｘは、０または１であり、ｙは、３であり、各Ｇおよび各Ｊは、Ｈであり、Ｒ^１０、Ｒ^１１、Ｒ^１３、Ｒ^１４、Ｒ^１５、Ｒ^１６、Ｒ^１７、およびＲ^１８は、それぞれ、Ｈであり、Ｒ^１２は、ＨまたはＣＨ_３であり、Ｍ^４、Ｍ^５、およびＭ^６は、それぞれ、カリウムであり、Ｌ^２は、−Ｏ−である。

本発明はまた、以下の構造を含む化合物を提供する。そのような化合物は、デヒドロスクアレンシンターゼ活性の有用な阻害剤である。

以上のいずれについてもその製薬上許容される塩、プロドラッグ、およびエナンチオマーもまた、本発明に包含される。

本発明はまた、細菌内におけるカロテノイドの産生および／または活性を阻害する薬剤を、感染を受けた被験者に投与することを含む、細菌感染の予防方法または治療方法を提供する。一実施形態では、細菌感染は、スタフィロコッカス（Staphylococcus）感染である。他の実施形態では、細菌は、スタフィロコッカス属の種（Staphylococcus sp.）である。このほかのさらなる実施形態では、細菌は、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）である。

本発明はまた、式ＩまたはＩＩ（Formula I or those）で示される化合物を、感染を受けた被験者に投与することを含む、細菌感染の予防方法または治療方法を提供する。ただし、式ＩおよびＩＩで示される化合物は、スクアレンシンターゼを阻害する。

本発明はまた、スクアレンシンターゼを発現する微生物をスクアレンシンターゼ阻害剤に接触させることによる、ＭＲＳＡの予防方法、治療方法、または有効治療の改良方法を提供する。

詳細な説明
本明細書および添付の特許請求の範囲で用いられる場合、単数形の「ａ」、「ａｎ（and）」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに異なる場合を除いて、複数形の指示対象を包含する。したがって、たとえば、「化合物」の指示内容は、複数のそのような化合物を包含し、「細胞」の指示内容は、当業者に公知の１つ以上の細胞を包含し、他の場合も同様である。

とくに定義がないかぎり、本明細書中で用いられる科学技術用語はすべて、本開示が属する技術分野の当業者に一般に理解されるものと同一の意味を有する。開示された方法および組成物を実用する際に本明細書に記載のものと類似したまたは等価な方法および材料を使用しうるが、代表的な方法、装置、および材料を本明細書に記載する。

以上でおよび本文全体を通して論じられる出版物は、本出願の出願日前に開示されたものとして提供されているにすぎない。本明細書の記載内容は、先行開示が理由でそのような開示に先行する権利が本発明者らに与えられないことを容認するとみなされるべきものではない。

Ｓ．アウレウス（S. aureus）の色素に関するその後の研究により、一連のカロテノイド化合物を産生する複雑な生合成経路が解明された。食用の果実類および野菜類で産生される類似のカロテノイド化合物は、それらのフリーラジカル捕捉性および非常に優れた一重項酸素クエンチ能に基づいて強力な抗酸化剤として十分に認識されている。細菌性病原体により産生されるこれらの抗酸化カロテノイド化合物は、病原体が感染時にオキシダティブバーストから自己を保護するのを支援することが本発明により実証される。Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイド色素のような細菌性ビルレンス因子を標的にする新しいクラスの抗生物質は、利用されてこなかった手段である。

微生物感染の治療に有用な方法および組成物を提供する。一態様では、本発明は、カロテノイド化合物を産生する微生物による微生物感染の治療に有用な組成物および方法を提供する。たとえば、メチシリン耐性およびバンコマイシン耐性の菌株により引き起こされる感染をはじめとするＳ．アウレウス（S. aureus）感染の治療に有用な方法および組成物を本発明により提供する。本発明に係る方法および組成物は、単独でまたはそのような感染を治療するための従来の抗微生物剤および抗生物質と組み合わせて使用可能である。そのほかに、本明細書に開示される方法および組成物は、免疫無防備宿主において、異物感染、カテーテル感染、もしくは血管内感染、慢性骨髄炎（chronic osteomyeletis）、院内感染もしくは術後感染、再発性皮膚感染、またはＳ．アウレウス（S. aureus）感染のような状況下で使用可能である。

主要なヒト病原体スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）（Ｓ．アウレウス（S. aureus））は、通常は皮膚表面にコロニーを形成するそれほどビルレントでないブドウ球菌類（たとえば、Ｓ．エピデルミディス（S. epidermidis））と対比されるその特徴的なゴールデンイエロー色素沈着にちなんで命名された（ａｕｒｅｕｓ＝金色（ラテン語））。Ｓ．アウレウス（S. aureus）の色素に関するその後の研究により、一連のカロテノイド化合物を産生する複雑な生合成経路が解明された。食用の果実類および野菜類で産生される類似のカロテノイド化合物は、それらのフリーラジカル捕捉性および非常に優れた一重項酸素クエンチ能に基づいて強力な抗酸化剤として十分に認識されている。Ｓ．アウレウス（S. aureus）の色素は、類似の性質を有する。本発明では、Ｓ．アウレウス（S. aureus）が宿主の生得的免疫系の酸化剤媒介クリアランス機序に耐えるようにその金色カロテノイド色素を利用しうるかどうかを調べた。たとえば、好中球およびマクロファージは、それらが貪食した細菌を死滅させるペルオキシド、漂白剤、および一重項酸素のような反応性分子の「オキシダティブバースト」を引き起こすことにより、細菌を死滅させる。

カロテノイド色素により付与される金色は、ヒト病原体スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）の名称の由来となった特性である。突然変異誘発と異種発現とを組み合わせた分子遺伝学的分析により、この顕著な特徴的表現型が、実際に、その抗酸化性を介して食細胞媒介死滅から細菌を保護する役割を果たすビルレンス因子であることを明らかにした。現代では、この重要な疾患因子の効果的抑制は、市中および院内のいずれにおいても抗微生物剤耐性の急速な進化により損なわれている。カロテノイド生成を阻害すると、病原体が効果的に通常の宿主の生得的免疫防御によるクリアランスをより受けやすくなり、厄介なＳ．アウレウス（S. aureus）感染を治療する治療手段が提供されることが、本発明により実証される。

カロテノイド類は、主要なクラスの天然色素である。６００種を超えるさまざまなカロテノイド化合物が、細菌、菌類、藻類、植物、および動物で同定されている（Staub, O., In: Pfander, H. (ed.), Key to Carotenoids, 2^nd ed., Birkhuser Verlag, Basel）。それらは、光合成における補助色素として、抗酸化剤として、ヒトおよび動物におけるビタミンの前駆体として、さらには光防御および種特異的着色のための色素として機能する。カロテノイド類は、たとえば、医薬品、食品着色剤、および動物用飼料、さらには栄養補助剤に関連して、以前から関心が払われてきた。これらの天然物が癌および慢性疾患の予防に重要な役割を果たしうること（主にそれらの抗酸化性に基づく）が見いだされ、しかもつい最近、それらが癌細胞との特異的相互作用に基づいて有意な腫瘍抑制活性を呈することが見いだされたことから、それらの医薬としての可能性に関心が高まってきた（Bertram, J. S. , Nutr. Rev., 1999;57:182-191; Singh, et al., Oncology, 1998;12:1643-168; Rock, C. L., Pharmacol. Ther., 1997;75:185-197; Edge, et al., J. Photochem. Photobiol., 1997;41:189-200）。

カロテノイドは、生合成経路を形成するようにさまざまな生物に由来する生合成遺伝子を組み合わせることにより、組換え微生物中で産生可能である。現在、２４種のカロテノイド生成酵素に対して１５０種を超える遺伝子（ｃｒｔ）が、多種多様なカロテノイド化合物を工学的に作製するために使用可能な細菌、植物、藻類、および菌類から単離されている。たとえば、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）は、鮮橙色色素スタフィロキサンチンを含有する。この色素は、宿主免疫系の反応性酸素種による攻撃から細菌を保護すると考えられる。この色素は、デヒドロスクアレンを生成するように２分子のファルネシル二リン酸を縮合するデヒドロスクアレンシンターゼをはじめとする一連の酵素により産生される。デヒドロスクアレンシンターゼの遺伝子は動物には不在であるので、これらの色素はヒトおよび他の動物により産生されない。しかしながら、ヒトおよび他の動物は、スクアレンシンターゼ遺伝子を含有する。注目すべき点として、ヒトスクアレンシンターゼ酵素の阻害剤は、Ｓ．アウレウス（S. aureus）における色素（スタフィロキサンチン）生成を妨害し、ｉｎｖｉｔｒｏおよびｉｎｖｉｖｏの両方で免疫系細胞による死滅の増大を引き起こすことが本発明により実証される。

カロテノイド生成遺伝子のクローニングのために、種々の技術が適用されてきた（Hirschberg, J., In: Carotenoids: Biosynthesis and Metabolism, Vol. 3, Carotenoids, G. Britton, Ed. Basel: Birkhuser Verlag, 148-194, 1998）。さまざまな微生物性および植物性のカロテノイド生成遺伝子のクローニングのために、エルウィニア（Erwinia）属に由来するカロテノイド生成遺伝子を発現するＥ．コリ（E. coli）における機能的色相補性が利用され、好結果が得られている（Verdoes et al., Biotech. and Bioeng., 1999, 63:750; Zhu et al., Plant and Cell Physiology, 1997, 38:357; Kajiwara et al., Plant Mol. Biol., 1995, 29:343; Pecker et al., Plant Mol. Biol., 1996, 30:807; plant carotenoid biosynthesis is reviewed in Hirschberg et al., Pure and Applied Chemistry, 1997, 69:215 1; Cunningham and Gantt, Ann. Rev. of Plant Physiol. and Plant Mol. Biol., 1998, 49:557）。

初期カロテノイド生合成酵素であるＧＧＤＰシンターゼ、フィトエンシンターゼ、およびフィトエンデサチュラーゼをコードする遺伝子は、クローニングされたカロテノイド生成遺伝子全体の過半数を占める。カロテン（植物、シアノバクテリア、藻類）（Bartley et al., Eur. J. of Biochem. , 1999, 259:396）、ノイロスポレン（ロドバクター（Rhodobacter）属）（Raisig et al., J. Biochem., 1996, 119:559）、リコペン（ほとんどの真性細菌および菌類）（Verdoes, et al., Biotech. and Bioeng., 1999, 63:750; RuizHidalgo et al., Mol. & Gen. Genetics, 1997, 253:734）、または３，４−ジデヒドロリコペン（ニューロスポラ・クラッサ（Neurospora crassa））（Schmidhauser et al., Mol. and Cell Biol., 1990, 10:5064）を産生するように、それぞれ、２、３、４、または５個の二重結合をフィトエンに導入するさまざまなフィトエンデサチュラーゼ遺伝子が利用可能である。クローニングされたカロテノイド生合成遺伝子の例は、以下のとおりである。

ｃｒｔＥ：Ｒ．カプスラタス（R. capsulatus）およびＥ．ウレドボラ（E. uredovora）に由来するＧＧＰＰシンターゼ
ｃｒｔＢ：Ｒ．カプスラタス（R. capsulatus）およびＥ．ウレドボラ（E. uredovora）に由来するフィトエンシンターゼ
ｃｒｔＩ：Ｅ．ウレドボラ（E. uredovora）およびＥ．ヘルビコラ（E. herbicola）に由来するフィトエンデサチュラーゼ
ｃｒｔＹ：Ｅ．ウレドボラ（E. uredevora）およびＥ．ヘルビコラ（E. herbicola）に由来するリコペンシクラーゼ
ｃｒｔＡ：Ｒ．カプスラタス（R. capsulatus）およびＲ．スファエロイデス（R. spaeroides）に由来するスフェロイデンモノオキシゲナーゼ
ｃｒｔＯ：シネコシスティス属の種（Synechocistis sp.）に由来するβ−Ｃ４−ケトラーゼ（オキシゲナーゼ）
ｃｒｔＷ：アルカリゲネス属の種（Algaligenes sp.）、Ａ．アウランティアカム（A. aurantiacum）に由来するβ−Ｃ４−ケトラーゼ
ｃｒｔＤ：Ｒ．カプスラタス（R. capsulatus）およびＲ．スファエロイデス（R. spaeroides）に由来するメトキシノイロスポレンデサチュラーゼ
ｃｒｔＸ：Ｅ．ウレドボラ（E. uredovora）およびＥ．ヘルビコラ（E. herbicola）に由来するゼアキサンチングルコシルトランスフェラーゼ
ｃｒｔＺ：Ｅ．ウレドボラ（E. uredovora）およびＥ．ヘルビコラ（E. herbicola）に由来するβ−カロテンヒドロキシラーゼ
ｃｒｔＵ：Ｓ．グリセウス（S. griseus）に由来するβ−カロテンデサチュラーゼ
ｃｒｔＭ：Ｓ．アウレウス（S. aureus）に由来するデヒドロスクアレンシンターゼ
ｃｒｔＮ：Ｓ．アウレウス（S. aureus）に由来するデヒドロスクアレンデサチュラーゼ。

カロテノイド色素産生は、マクロファージ媒介死滅に対するＢ群連鎖球菌（ＧＢＳ）の耐性に寄与することが本発明により実証される。ＧＢＳは、ヒト新生児の肺炎、敗血症、および髄膜炎のような侵襲性細菌感染の主原因である。カロテノイド色素の産生に必要な遺伝子（ＣｙｌＥ）が同定されている。この色素は、疾患の病理発生に重要な細胞損傷性および炎症誘発性を有する溶血素／細胞溶解素トキシンを生物が産生するのに必要とされる。侵襲性感染症に関連付けられる他の細菌性および菌類性のヒト病原体が、抗酸化性を有するカロテノイド色素またはメラニン様色素を産生することから（たとえば、アスペルギルス・フミガーツス（Aspergillus fumigatus）、バークホルデリア・セパシア（Burkholderia cepacia）、セラチア・マルセッセンス（Serratia marcesens））、共通の病原性要素が示唆されるとともに、食細胞媒介クリアランス機序に対抗する色素産生の選択有利性の可能性が明らかにされる。

したがって、抗微生物療法のために色素産生を標的にする手段は、色素（たとえば、酸化防御を引き起こすカロテノイド色素または他の色素）を産生する生物に拡張可能である。特定的には、アスペルギルス属の種（Aspergillus sp.）は、免疫無防備被験者（たとえば、癌化学療法）の死亡率の重要な原因であり、バークホルデリア・セパシア（Burkholderia cepacia）は、嚢胞性繊維症の死亡率の重要な原因である。アスペルギルス（Aspergillus）属およびバークホルデリア（Burkholderia）属はいずれも、通常、多剤耐性であり、既存の抗生物質療法に対して抵抗性がある。

標的化遺伝子欠失の分子遺伝学的手段（非色素沈着性Ｓ．アウレウス（S. aureus）突然変異体を作製するため）およびクローニング技術（他の細菌中でＳ．アウレウス（S. aureus）の色素を発現するため）を用いて、本発明は、カロテノイド（cartenoid）色素（たとえば、Ｓ．アウレウス（S. aureus）疾患の病理発生における色素）の重要性のスクリーニングおよび同定に有用な「生物試薬」を提供する。たとえば、Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイド色素は、ペルオキシドおよび一重項酸素から細菌を保護し、マウス血液中およびヒト血液中における死滅ならびに精製ヒト好中球による死滅に対する耐性を高めることが、本発明に係る方法を用いて実証された。カロテノイド色素は、ｉｎｖｉｖｏで細菌生存能および疾患進行を増大させることが、Ｓ．アウレウス（S. aureus）膿瘍形成のマウスモデルを用いて実証された。好中球の酸化剤産生が障害されたマウスを用いた対照実験から、カロテノイド色素産生は、その抗酸化性に基づいてＳ．アウレウス（S. aureus）のビルレンスに寄与することが明らかにされた。

Ｓ．アウレウス（S. aureus）の色素産生を薬理学的に阻害することにより、細菌が酸化剤の影響をより受けやすくなり、血液中における細菌生存能が障害されたことが、本発明により実証される。さらに、スクアレン合成阻害剤によりスタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）の色素産生を妨害することが可能であり、スクアレン合成阻害によりスタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）の病原性をｉｎｖｉｖｏで低下させることが可能であることが、本発明により実証される。

食細胞が病原体を排除する重要な機序の１つは、ＮＡＤＰＨオキシダーゼにより発生される反応性酸素種の放出を介するものである。Ｓ．アウレウス（S. aureus）により発現されるようなカロテノイド類は、こうした防御分子に対抗する保護機能の役割を果たすことが本発明により実証される。たとえば、ΔＣｒｔＭ突然変異体は、ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）菌株の１０〜１００倍の効率で過酸化水素により死滅し、１００〜１，０００倍の効率で一重項酸素により死滅した。同様に、Ｓ．ピオゲネス（S. pyogenes）中でブドウ球菌性色素を異種発現させたところ、一重項酸素による致死率が１／１００〜１／１，０００に減少した。

本発明は、微生物感染を治療するためにおよび抗微生物活性を増大させるためにカロテノイド生成を阻害した方法および薬剤を提供する。たとえば、一態様では、混合機能オキシダーゼ阻害剤２−ジエチルアミノエチル−２，２−ジフェニル−バレレート（ＳＫＦ、５２５−Ａ、カルビオケム（Ｃａｌｂｉｏｃｈｅｍ）社製）によりＳ．アウレウス（S. aureus）における色素生成が阻害されることが明らかにされ、該作用剤の存在下で増殖されたＳ．アウレウス（S. aureus）のＷＴ型菌株においてカロテノイド産生の用量依存的減少が実証された。Ｓ．アウレウス（S. aureus）の色素生成を妨害することにより、それに応じて一重項酸素媒介死滅に対する生物の感受性が用量依存的に増加し、ヒト全血中におけるその生存能力が減少した。対照として、ΔＣｒｔＭ突然変異体を並行実験でＳＫＦ５２５−Ａに暴露させたが、酸化剤感受性に関しても血中生存能に関しても有意な影響はみられなかった。

本発明は、カロテノイド類の産生および／または活性を阻害することにより細菌感染を治療するのに有用な方法および組成物を提供する。より特定的には、本発明は、スタフィロコッカス属の種（Staphylococcus sp.）のカロテノイド化合物の活性および／または産生を阻害する薬剤に被験者を接触させることを含む、細菌感染（たとえば、スタフィロコッカス属の種（Staphylococcus sp.）の細菌感染）を有する被験者を治療する方法を提供する。一態様では、薬剤は、小分子、ポリヌクレオチド（たとえば、リボザイムもしくはアンチセンス分子）、ポリペプチド（たとえば、抗体）、またはペプチド模倣体である。本発明の一態様では、薬剤は、カロテノイド生成を阻害する薬理剤である。たとえば、薬剤は、２−ジエチルアミノエチル−２，２−ジフェニル−バレレート（ＳＫＦ、５２５、カルビオケム（Ｃａｌｂｉｏｃｈｅｍ）社製）、２，４−ジクロロ−６−フェニルフェノキシエチルアミン、２，４−ジクロロ−６−フェニルフェノキシエチルジエチルアミン、およびピペロニルブトキシドのような混合機能オキシダーゼ阻害剤でありうる。さらに他の態様では、薬剤は、スクアレンシンテターゼ阻害剤を含みうる。本発明で使用するのに好適なスクアレンシンテターゼ阻害剤としては、U.S. Pat. No. 5,712,396に開示されるα−ホスホノ−スルホネート類、Biller et al, J. Med. Chem., 1988, Vol. 31, No. 10, pp 1869-1871に開示されるもの、たとえば、イソプレノイド（ホスフィニル−メチル）ホスホネート類、さらには、他の公知のスクアレンシンテターゼ阻害剤、たとえば、U.S. Pat. Nos. 4,871,721および4,924,024ならびにBiller, S. A., Neuenschwander, K., Ponpipom, M. M., and Poulter, C. D., Current Pharmaceutical Design, 2, 1-40 (1996)に開示されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。そのほかに、本発明で使用するのに好適な他のスクアレンシンテターゼ阻害剤としては、P. Ortiz de Montellano et al, J. Med. Chem., 1977, 20, 243-249に開示されるテルペノイドピロリン酸類、Corey and Volante, J. Am. Chem. Soc., 1976, 98, 1291-1293に開示されるファルネシル二リン酸類似体Ａおよびプレスクアレンピロリン酸（ＰＳＱ−ＰＰ）類似体、McClard, R. W. et al, J.A.C.S., 1987, 109, 5544に報告されるホスフィニルホスホネート類、ならびにCapson, T. L., PhD dissertation, June, 1987, Dept. Med. Chem. U of Utah, Abstract, Table of Contents, pp 16, 17, 40-43, 48-51, Summaryに報告されるシクロプロパン類が挙げられる。

小分子ｃｒｔＭ阻害剤としては、以下のものならびにそれらの誘導体および塩が挙げられる。本開示に係るｃｒｔＭ阻害剤は、以下の一般式を有する。

本発明は、微生物感染を治療するための化合物およびそのような化合物の使用方法を提供する。本発明に係る化合物は、式ＩまたはＩＩ：

〔式中、
ｘは、０、１、２、または３であり、
ｙは、両端を含めて１〜１０の整数であり、
各Ｇおよび各Ｊは、独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択され、
Ｍ^４、Ｍ^５、およびＭ^６は、それぞれ独立して、金属、アンモニウム、およびそれらのエステルよりなる群から選択され、
Ｒ^１０は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^１０およびＲ^１１は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^１１は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^１１およびＲ^１０は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、またはＲ^１１およびＲ^１２は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^１２は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^１２およびＲ^１１は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、またはＲ^１２およびＲ^１３は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^１３は、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択されるか、またはＲ^１３およびＲ^１２は、それらが結合している炭素と一緒になって、４〜７員の環もしくは置換された４〜７員の環を形成するように連結していてもよく、
Ｒ^１４、Ｒ^１５、Ｒ^１６、Ｒ^１７、およびＲ^１８は、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択され、
Ｌ^２は、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ_２−、−Ｏ−、−Ｎ（Ｒ^２２）−、または−Ｃ（Ｒ^２３）（Ｒ^２４）−である｛ここで、Ｒ^２２、Ｒ^２３、およびＲ^２４は、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、カルボキシル、アミノカルボニル、アルキルスルホニルアミノカルボキシル、アルコキシカルボニル、およびハロよりなる群から選択される｝〕
により表される。

本発明の他の態様では、ｍは、０または１であり、
ｎは、両端を含めて１〜５の整数であり、
各Ｄおよび各Ｅは、独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、およびハロから選択され、
Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、およびＲ^９は、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、およびハロよりなる群から選択され、
Ｒ^１９、Ｒ^２０、およびＲ^２１は、それぞれ独立して、Ｈ、アルキル、および置換アルキルよりなる群から選択され、
Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は、それぞれ独立して、アルカリ金属であり、
ｘは、０または１であり、
ｙは、両端を含めて１〜５の整数であり、
各Ｇおよび各Ｊは、独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、およびハロから選択され、
Ｒ^１０、Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３、Ｒ^１４、Ｒ^１５、Ｒ^１６、Ｒ^１７、およびＲ^１８は、それぞれ独立して、Ｈ、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、およびハロよりなる群から選択され、
Ｒ^２２、Ｒ^２３、およびＲ^２４は、それぞれ独立して、Ｈ、アルキル、および置換アルキルよりなる群から選択され、
Ｍ^４、Ｍ^５、およびＭ^６は、それぞれ独立して、アルカリ金属である。

さらに他の態様では、ｍは、１であり、
ｎは、３であり、
各Ｄおよび各Ｅは、Ｈであり、
Ｒ^１は、Ｈ、Ｆ、またはベンジルであり、
Ｒ^２は、Ｈ、Ｆ、またはＣＦ_３であり、
Ｒ^３は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３、ｔ−ブチル、ｎ−プロピル、またはベンジルであり、
Ｒ^４は、ＨまたはＦであり、
Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、およびＲ^９は、それぞれ、Ｈであり、
Ｒ^８は、ＨまたはＦであり、
Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は、それぞれ、カリウムであり、
Ｌ^１は、−Ｏ−、−ＮＨ−、またはＣＨ_２であり、
ｘは、０または１であり、ｙは、３であり、
各Ｇおよび各Ｊは、Ｈであり、
Ｒ^１０、Ｒ^１１、Ｒ^１３、Ｒ^１４、Ｒ^１５、Ｒ^１６、Ｒ^１７、およびＲ^１８は、それぞれ、Ｈであり、
Ｒ^１２は、ＨまたはＣＨ_３であり、
Ｍ^４、Ｍ^５、およびＭ^６は、それぞれ、カリウムであり、
Ｌ^２は、−Ｏ−である。

特定の実施形態では、本化合物は、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（４−フルオロフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（３，５−ジフルオロフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
（１Ｓ）カリウム１−スルホナト−４−（３−フェノキシフェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（４−クロロフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（３，４−ジフルオロフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（３−トリフルオロメチルフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−フェノキシフェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（３−フルオロフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（４−フェニルメチルフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−フェニルアミノフェニル）−ブチルホスホネート（potassium 1-sulfonato-4-(3-phenaminophenyl)-butyl phosphonate）、
カリウム１−スルホナト−４−（２−フルオロ−５−（４−フルオロフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−フェニルメチルフェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（２−フルオロフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（３−トリフルオロメチルフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（４−プロピルフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（４−フェノキシフェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（４−フェニルフェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（３−（４−（１，１−ジメチルエチル）フェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート、
カリウム１−スルホナト−４−（４−（４−メチルフェニル）フェニル）−ブチルホスホネート、および
カリウム１−スルホナト−４−（３−（２−フェニルメチルフェノキシ）−フェニル）−ブチルホスホネート
よりなる群から選択される。

アルキル基は、直鎖状、分岐状、および環状のアルキル基を包含する。アルキル基は、１〜２０個の炭素原子を有するものを包含する。アルキル基は、１〜３個の炭素原子を有する小さいアルキル基を包含する。アルキル基は、４〜１０個の炭素原子を有する中程度の長さのアルキル基を包含する。アルキル基は、１０個超の炭素原子を有する長いアルキル基、特定的には１０〜２０個の炭素原子を有するものを包含する。環状アルキル基は、１個以上の環を有するものを包含する。環状アルキル基は、３、４、５、６、７、８、９、もしくは１０員の炭素環を有するもの、特定的には３、４、５、６、もしくは７員の環を有するものを包含する。環状アルキル基中の炭素環は、アルキル基をも有しうる。環状アルキル基は、二環式および三環式のアルキル基を包含しうる。アルキル基は、場合により、置換アルキル基を包含する。置換アルキル基は、とくに、アリール基（場合により、これも置換されていてもよい）で置換されたものを包含する。特定のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、シクロプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、シクロブチル基、ｎ−ペンチル基、分岐状ペンチル基、シクロペンチル基、ｎ−ヘキシル基、分岐状ヘキシル基、およびシクロヘキシル基が挙げられる（これらはすべて、場合により置換されていてもよい）。シクロペンチル環という用語は、任意の不飽和度を有する５個の炭素よりなる環を意味する。シクロヘキシル環という用語は、任意の不飽和度を有する６個の炭素よりなる環を意味する。

アルケニル基は、直鎖状、分岐状、および環状のアルケニル基を包含する。アルケニル基は、１、２個、もしくはそれ以上の二重結合を有するものまたは二重結合のうちの２個以上が共役二重結合であるものを包含する。アルケニル基は、２〜２０個の炭素原子を有するものを包含する。アルケニル基は、２〜３個の炭素原子を有する小さいアルケニル基を包含する。アルケニル基は、４〜１０個の炭素原子を有する中程度の長さのアルケニル基を包含する。アルケニル基は、１０個超の炭素原子を有する長いアルケニル基、特定的には１０〜２０個の炭素原子を有するものを包含する。環状アルケニル基は、１個以上の環を有するものを包含する。環状アルケニル基は、二重結合が環中または環に結合されたアルケニル基中に存在するものを包含する。環状アルケニル基は、３、４、５、６、７、８、９、もしくは１０員の炭素環を有するもの、特定的には３、４、５、６、もしくは７員の環を有するものを包含する。環状アルケニル基中の炭素環は、アルキル基をも有しうる。環状アルケニル基は、二環式および三環式のアルケニル基を包含しうる。アルケニル基は、場合により置換されていてもよい。置換アルケニル基は、とくに、アルキル基またはアリール基（場合により、これらの基も置換されていてもよい）で置換されたものを包含する。特定のアルケニル基としては、エテニル、プロパ−１−エニル、プロパ−２−エニル、シクロプロパ−１−エニル、ブタ−１−エニル、ブタ−２−エニル、シクロブタ−１−エニル、シクロブタ−２−エニル、ペンタ−１−エニル、ペンタ−２−エニル、分岐状ペンテニル、シクロペンタ−１−エニル、ヘキサ−１−エニル、分岐状ヘキセニル、シクロヘキセニルが挙げられる（これらはすべて、場合により置換されていてもよい）。

アリール基は、１個以上の５もしくは６員の芳香環またはヘテロ芳香環を有する基を包含する。アリール基は、１個以上の縮合芳香環を含有しうる。ヘテロ芳香環は、環中に１個以上のＮ、Ｏ、またはＳ原子を含みうる。ヘテロ芳香環は、１、２、もしくは３個のＮを有するもの、１もしくは２個のＯを有するもの、または１もしくは２個のＳを有するものを包含しうる。アリール基は、場合により置換されていてもよい。置換アリール基は、とくに、アルキル基またはアルケニル基（場合により、これらの基も置換されていてもよい）で置換されたものを包含する。特定のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ピリジニル基、およびナフチル基が挙げられる（これらはすべて、場合により置換されていてもよい）。

アリールアルキル基は、１個以上のアリール基で置換されたアルキル基である（ただし、アルキル基は、場合により追加の置換基を有していてもよく、アリール基は、場合により置換されていてもよい）。特定のアルキルアリール基は、フェニル置換アルキル基、たとえば、フェニルメチル基である。

アルキルアリール基は、１個以上のアルキル基で置換されたアリール基である（ただし、アルキル基は、場合により追加の置換基を有していてもよく、アリール基は、場合により置換されていてもよい）。特定のアルキルアリール基は、メチルフェニルのようなアルキル置換フェニル基である。

Ｒ１〜Ｒ５の２個以上が一緒になって形成されうる環は、場合により置換されていてもよいシクロアルキル基、場合により置換されていてもよいシクロアルケニル基または芳香族基でありうる。環は、３、４、５、６、７個、もしくはそれ以上の炭素を含有しうる。環は、芳香環中の１、２、もしくは３個の炭素がＮ、Ｏ、またはＳで置き換えられたヘテロ芳香環でありうる。環は、環中の１個以上のＣＨ２基がＯ、Ｎ、ＮＨ、またはＳで置き換えられたヘテロアルキルまたはヘテロアルケニルでありうる。

アルキル基、アルケニル基、およびアリール基のいずれについてもそれらに場合により存在していてもよい置換は、次の置換基：ハロゲン、−−ＣＮ基、−−ＣＯＯＲ基、−−ＯＲ基、−−ＣＯＲ基、−−ＯＣＯＯＲ基、−−ＣＯＮ（Ｒ）２基、−−ＯＣＯＮ（Ｒ）２基、−−Ｎ（Ｒ）２基、−−ＮＯ２基、−−ＳＲ基、−−ＳＯ２Ｒ基、−−ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２基、または−−ＳＯＲ基のうちの１つ以上による置換を包含する。アルキル基に場合により存在していてもよい置換は、１個以上のアルケニル基、アリール基、またはその両方による置換を包含する（ただし、アルケニル基またはアリール基は、場合により置換されていてもよい）。アルケニル基に場合により存在していてもよい置換は、１個以上のアルキル基、アリール基、またはその両方による置換を包含する（ただし、アルキル基またはアリール基は、場合により置換されていてもよい）。アリール基に場合により存在していてもよい置換は、１個以上のアルキル基、アルケニル基、またはその両方によるアリール環の置換を包含する（ただし、アルキル基またはアルケニル基は、場合により置換されていてもよい）。

アルキル基、アルケニル基、およびアリール基に場合により存在していてもよい置換基は、とくに
−−ＣＯＯＲ〔式中、Ｒは、水素またはアルキル基もしくはアリール基であり、より特定的には、Ｒは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、またはフェニル基である（ただし、これらはすべて、場合により置換されていてもよい）〕、
−−ＣＯＲ〔式中、Ｒは、水素またはアルキル基もしくはアリール基であり、より特定的には、Ｒは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、またはフェニル基である（ただし、これらの基はすべて、場合により置換されていてもよい）〕、
−−ＣＯＮ（Ｒ）_２〔式中、各Ｒは、互いに他のＲと独立して、水素またはアルキル基もしくはアリール基であり、より特定的には、Ｒは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、またはフェニル基であり（ただし、これらの基はすべて、場合により置換されていてもよい）、ＲおよびＲは、１個以上の二重結合を含有していてもよい環を形成しうる〕、
−−ＯＣＯＮ（Ｒ）_２〔式中、各Ｒは、互いに他のＲと独立して、水素またはアルキル基もしくはアリール基であり、より特定的には、Ｒは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、またはフェニル基であり（ただし、これらの基はすべて、場合により置換されていてもよい）、ＲおよびＲは、１個以上の二重結合を含有していてもよい環を形成しうる〕、
−−Ｎ（Ｒ）_２〔式中、各Ｒは、互いに他のＲと独立して、水素、またはアルキル基、アシル基、もしくはアリール基であり、より特定的には、Ｒは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、もしくはフェニル基、またはアセチル基であり（ただし、これらはすべて、場合により置換されていてもよい）、あるいはＲおよびＲは、１個以上の二重結合を含有していてもよい環を形成しうる〕、
−−ＳＲ、−−ＳＯ_２Ｒ、または−−ＳＯＲ〔式中、Ｒは、アルキル基またはアリール基であり、より特定的には、Ｒは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基であり（ただし、これらはすべて、場合により置換されていてもよい）、−−ＳＲの場合、Ｒは、水素でありうる〕、
−−ＯＣＯＯＲ〔式中、Ｒは、アルキル基またはアリール基である〕、
−−ＳＯ_２Ｎ（Ｒ）_２〔式中、Ｒは、水素、アルキル基、またはアリール基であり、ＲおよびＲは、環を形成しうる〕、
−−ＯＲ〔式中、Ｒ＝Ｈ、アルキル、アリール、またはアシル、たとえば、Ｒは、−−ＯＣＯＲ＊｛ここで、Ｒ＊は、水素またはアルキル基もしくはアリール基であり、より特定的には、Ｒ＊は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、またはフェニル基である（ただし、これらの基はすべて、場合により置換されていてもよい）｝を生成するアシルでありうる〕
を包含する。

特定の置換アルキル基としては、ハロアルキル基、特定的にはトリハロメチル基、より特定的にはトリフルオロメチルが挙げられる。特定の置換アリール基としては、モノハロ置換、ジハロ置換、トリハロ置換、テトラハロ置換、およびペンタハロ置換されたフェニル基、モノハロ置換、ジハロ置換、トリハロ置換、テトラハロ置換、ペンタハロ置換、ヘキサハロ置換、およびヘプタハロ置換されたナフタレン基、３もしくは４−ハロ置換フェニル基、３もしくは４−アルキル置換フェニル基、３もしくは４−アルコキシ置換フェニル基、３もしくは４−ＲＣＯ置換フェニル基、５もしくは６−ハロ置換ナフタレン基が挙げられる。より特定的には、置換アリール基としては、アセチルフェニル基、特定的には４−アセチルフェニル基、フルオロフェニル基、特定的には３−フルオロフェニル基および４−フルオロフェニル基、クロロフェニル基、特定的には３−クロロフェニル基および４−クロロフェニル基、メチルフェニル基、特定的には４−メチルフェニル基、ならびにメトキシフェニル基、特定的には４−メトキシフェニル基が挙げられる。

製薬上許容される塩は、製薬上許容されるアニオンおよび／またはカチオンを含む。製薬上許容されるカチオンとしては、とくに、アルカリ金属カチオン（たとえば、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋）、アルカリ土類金属カチオン（たとえば、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋）、非毒性重金属カチオン、ならびにアンモニウム（ＮＨ_４ ^＋）および置換アンモニウム〔Ｎ（Ｒ’）_４ ^＋｛式中、Ｒ’は、水素、アルキル、または置換アルキルである（すなわち、メチル、エチル、またはヒドロキシエチルを包含する）｝、特定的には、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、およびトリエタノールアンモニウムカチオン〕が挙げられる。製薬上許容されるアニオンとしては、とくに、ハリド類（たとえば、Ｃｌ−、Ｂｒ−）、スルフェート、アセテート類（たとえば、アセテート、トリフルオロアセテート）、アスコルベート類、アスパルテート類、ベンゾエート類、シトレート類、およびラクテートが挙げられる。

本発明に係る化合物は、プロドラッグの形態を有しうる。本発明に係る化合物のプロドラッグは、本発明に係る方法に有用である。生物活性、医薬活性、もしくは治療活性な形態の本発明に係る化合物を提供するようにｉｎｖｉｖｏで変換される化合物はいずれも、プロドラッグである。プロドラッグの種々の例および形態は、当技術分野で周知である。プロドラッグの例は、とくに、Design of Prodrugs, edited by H. Bundgaard, (Elsevier, 1985), Methods in Enzymology, Vol. 42, at pp. 309-396, edited by K. Widder, et. al. (Academic Press, 1985); A Textbook of Drug Design and Development, edited by Krosgaard-Larsen and H. Bundgaard, Chapter 5, "Design and Application of Prodrugs," by H. Bundgaard, at pp. 113-191, 1991); H. Bundgaard, Advanced Drug Delivery Reviews, Vol. 8, p.1-38 (1992); H. Bundgaard, et al., Journal of Pharmaceutical Sciences, Vol. 77, p. 285 (1988); and Nogrady (1985) Medicinal Chemistry A Biochemical Approach, Oxford University Press, New York, pages 388-392に見いだされる。

本発明はまた、以下の構造を含む化合物を提供する。そのような化合物は、デヒドロスクアレンシンターゼ活性の有用な阻害剤（ｃｒｔＭ阻害剤）である。本発明に係る方法および組成物は、それらのエナンチオマー、製薬上許容される塩、および誘導体を包含する。

ＣｒｔＭ阻害剤の構造およびその阻害活性（μＭ）

他のｃｒｔＭ阻害剤としては、EP Patent Nos. 595635および710665、U.S. Patent No. 5610314および5618964（それらの開示内容は、参照により本明細書に組み入れられるものとする）に開示されるものが挙げられる。他の有用な化合物としては、以下のＣｈｅｍｉｃａｌＡｂｓｔｒａｃｔレジストリー番号を有するものが挙げられる。

１５７１２７−０７−６Ｐ、１５７１６２−７５−９Ｐ、１５７２３８−９６−５Ｐ、１５７２３８−９７−６Ｐ、１５７２３８−９８−７Ｐ、１５７１２４−４５−３Ｐ、１５７１２４−４６−４Ｐ、１５７１２４−４７−５Ｐ、１５７１２４−４８−６Ｐ、１５７１２４−４９−７Ｐ、１５７１２４−５０−０Ｐ、１５７１２４−５１−１Ｐ、１５７１２４−５２−２Ｐ、１５７１２４−５３−３Ｐ、１５７１２４−５４−４Ｐ、１５７１２４−５５−５Ｐ、１５７１２４−５６−６Ｐ、１５７１２４−５７−７Ｐ、１５７１２４−５８−８Ｐ、１５７１２４−５９−９Ｐ、１５７１２４−６０−２Ｐ、１５７１２４−６１−３Ｐ、１５７１２４−６２−４Ｐ、１５７１２４−６３−５Ｐ、１５７１２４−６４−６Ｐ、１５７１２４−６５−７Ｐ、１５７１２４−６６−８Ｐ、１５７１２４−６７−９Ｐ、１５７１２４−６８−０Ｐ、１５７１２４−６９−１Ｐ、１５７１２４−７０−４Ｐ、１５７１２４−７１−５Ｐ、１５７１２４−７２−６Ｐ、１５７１２４−７３−７Ｐ、１５７１２４−７４−８Ｐ、１５７１２４−７５−９Ｐ、１５７１２４−７６−０Ｐ、１５７１２４−７７−１Ｐ、１５７１２４−７８−２Ｐ、１５７１２４−７９−３Ｐ、１５７１２４−８０−６Ｐ、１５７１２４−８１−７Ｐ、１５７１２４−８２−８Ｐ、１５７１２４−８３−９Ｐ、１５７１２４−８４−０Ｐ、１５７１２４−８５−１Ｐ、１５７１２４−８６−２Ｐ、１５７１２４−８７−３Ｐ、１５７１２４−８８−４Ｐ、１５７１２４−８９−５Ｐ、１５７１２４−９０−８Ｐ、１５７１２４−９１−９Ｐ、１５７１２４−９２−０Ｐ、１５７１２４−９３−１Ｐ、１５７１２４−９４−２Ｐ、１５７１２４−９５−３Ｐ、１５７１２４−９６−４Ｐ、１５７１２４−９７−５Ｐ、１５７１２４−９８−６Ｐ、１５７１２４−９９−７Ｐ、１５７１２５−００−３Ｐ、１５７１２５−０１−４Ｐ、１５７１２５−０２−５Ｐ、１５７１２５−０３−６Ｐ、１５７１２５−０４−７Ｐ、１５７１２５−０５−８Ｐ、１５７１２５−０６−９Ｐ、１５７１２５−０７−０Ｐ、１５７１２５−０８−１Ｐ、１５７１２５−０９−２Ｐ、１５７１２５−１０−５Ｐ、１５７１２５−１１−６Ｐ、１５７１２５−１２−７Ｐ、１５７１２５−１３−８Ｐ、１５７１２５−１４−９Ｐ、１５７１２５−１５−０Ｐ、１５７１２５−１６−１Ｐ、１５７１２５−１７−２Ｐ、１５７１２５−１８−３Ｐ、１５７１２５−１９−４Ｐ、１５７１２５−２０−７Ｐ、１５７１２５−２１−８Ｐ、１５７１２５−２２−９Ｐ、１５７１２５−２３−０Ｐ、１５７１２５−２４−１Ｐ、１５７１２５−２５−２Ｐ、１５７１２５−２６−３Ｐ、１５７１２５−２７−４Ｐ、１５７１２５−２８−５Ｐ、１５７１２５−２９−６Ｐ、１５７１２５−３０−９Ｐ、１５７１２５−３１−０Ｐ、１５７１２５−３２−１Ｐ、１５７１２５−３３−２Ｐ、１５７１２５−３４−３Ｐ、１５７１２５−３５−４Ｐ、１５７１２５−３６−５Ｐ、１５７１２５−３７−６Ｐ、１５７１２５−３８−７Ｐ、１５７１２５−３９−８Ｐ、１５７１２５−４０−１Ｐ、１５７１２５−４１−２Ｐ、１５７１２５−４２−３Ｐ、１５７１２５−４３−４Ｐ、１５７１２５−４４−５Ｐ、１５７１２５−４５−６Ｐ、１５７１２５−４６−７Ｐ、１５７１２５−４７−８Ｐ、１５７１２５−４８−９Ｐ、１５７１２５−４９−０Ｐ、１５７１２５−５０−３Ｐ、１５７１２５−５１−４Ｐ、１５７１２５−５２−５Ｐ、１５７１２５−５３−６Ｐ、１５７１２５−５４−７Ｐ、１５７１２５−５５−８Ｐ、１５７１２５−５６−９Ｐ、１５７１２５−５７−０Ｐ、１５７１２５−５８−１Ｐ、１５７１２５−５９−２Ｐ、１５７１２５−６０−５Ｐ、１５７１２５−６１−６Ｐ、１５７１２５−６２−７Ｐ、１５７１２５−６３−８Ｐ、１５７１２５−６４−９Ｐ、１５７１２５−６５−０Ｐ、１５７１２５−６６−１Ｐ、１５７１２５−６７−２Ｐ、１５７１２５−６８−３Ｐ、１５７１２５−６９−４Ｐ、１５７１２５−７０−７Ｐ、１５７１２５−７１−８Ｐ、１５７１２５−７２−９Ｐ、１５７１２５−７３−０Ｐ、１５７１２５−７４−１Ｐ、１５７１２５−７５−２Ｐ、１５７１２５−７６−３Ｐ、１５７１２５−７７−４Ｐ、１５７１２５−７８−５Ｐ、１５７１２５−７９−６Ｐ、１５７１２５−８０−９Ｐ、１５７１２５−８１−０Ｐ、１５７１２５−８２−１Ｐ、１５７１２５−８３−２Ｐ、１５７１２５−８４−３Ｐ、１５７１２５−８５−４Ｐ、１５７１２５−８６−５Ｐ、１５７１２５−８７−６Ｐ、１５７１２５−８８−７Ｐ、１５７１２５−８９−８Ｐ、１５７１２５−９０−１Ｐ、１５７１２５−９１−２Ｐ、１５７１２５−９２−３Ｐ、１５７１２５−９３−４Ｐ、１５７１２５−９４−５Ｐ、１５７１２５−９５−６Ｐ、１５７１２５−９６−７Ｐ、１５７１２５−９７−８Ｐ、１５７１２５−９８−９Ｐ、１５７１２５−９９−０Ｐ、１５７１２６−００−６Ｐ、１５７１２６−０１−７Ｐ、１５７１２６−０２−８Ｐ、１５７１２６−０３−９Ｐ、１５７１２６−０４−０Ｐ、１５７１２６−０５−１Ｐ、１５７１２６−０６−２Ｐ、１５７１２６−０７−３Ｐ、１５７１２６−０８−４Ｐ、１５７１２６−０９−５Ｐ、１５７１２６−１０−８Ｐ、１５７１２６−１１−９Ｐ、１５７１２６−１２−０Ｐ、１５７１２６−１３−１Ｐ、１５７１２６−１４−２Ｐ、１５７１２６−１５−３Ｐ、１５７１２６−１６−４Ｐ、１５７１２６−１７−５Ｐ、１５７１２６−１９−７Ｐ、１５７１２６−２０−０Ｐ、１５７１２６−２１−１Ｐ、１５７１２６−７４−４Ｐ、１５７１６２−７４−８Ｐ、１７８０６０−８２−７Ｐ、１７８０６０−８３−８Ｐ、７８０６０−８０−５Ｐ、１７８０６０−８１−６Ｐ、１５７１２６−１９−７Ｐ、１８８５２５−８７−３Ｐ、１８８５２５−９１−９Ｐ、１８８５２５−９４−２Ｐ、１８８５２５−９８−６Ｐ、１８８５２６−０２−５Ｐ、１８８５２６−０６−９Ｐ、１８８５２５−８７−３Ｐ、１８８５２５−９１−９Ｐ、１８８５２５−９４−２Ｐ、１８８５２５−９８−６Ｐ、１８８５２６−０２−５Ｐ、および１８８５２６−０６−９Ｐ（それらはいずれも参照により本明細書に組み入れられるものとする）。

そのほかに、ホスホノスルフィン酸スクアレンシンターゼ阻害剤、たとえば、U.S. Patent No. 5447922に開示されるもの、および次のＣｈｅｍｉｃａｌＡｂｓｔｒａｃｔレジストリー番号のものを本発明に係る方法で使用することが可能である：１７２１５２−６８−５Ｐ、１７２１５２−６９−５Ｐ、１７２１５２−７０−５Ｐ、１７２１５２−７１−５Ｐ、１７２１５２−７２−５Ｐ、１７２１５２−７３−５Ｐ、１７２１５２−７４−５Ｐ、１７２１５２−７５−５Ｐ、１７２１５２−７６−５Ｐ、１７２１５２−７７−５Ｐ、１７２１５２−７８−５Ｐ、１７２１５２−７９−５Ｐ、１７２１５２−８０−５Ｐ、１７２１５２−８１−５Ｐ、１７２１５２−８２−５Ｐ、１７２１５２−８３−５Ｐ、１７２１５２−８４−５Ｐ、１７２１５２−８５−５Ｐ、および１７２１５２−８６−２Ｐ。

図１について説明する。微生物を酸化的損傷に対して感受性にするために、ｃｒｔＭのほかに追加の酵素的段階を阻害することが可能である。たとえば、ｃｒｔＮの阻害剤を単独でまたはｃｒｔＭの阻害剤と組み合わせて使用することが可能である。たとえば、ジフェニルアミンならびにジフェニルアミンの誘導体および類似体、たとえば、ジクロフェナクナトリウム、メフェナム酸、およびロベンザリットジナトリウムを用いて、スタフィロキサンチン産生を阻害することが可能である。さらに他の例として、ビスホスホネート類は、スタフィロキサンチンの産生における前段階の酵素であるファルネシル二リン酸シンターゼの阻害剤として周知である。カロテノイド化合物を産生する微生物を酸化的損傷に対して感受性にするために、阻害剤をｃｒｔＭ阻害剤と組み合わせて使用してＣｒｔＭ阻害剤と相乗的に作用させることが可能である。

製薬上許容される塩は、製薬上許容されるアニオンおよび／またはカチオンを含む。製薬上許容されるカチオンとしては、とくに、アルカリ金属カチオン（たとえば、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋）、アルカリ土類金属カチオン（たとえば、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋）、非毒性重金属カチオン、ならびにアンモニウム（ＮＨ_４ ^＋）および置換アンモニウム〔Ｎ（Ｒ’）_４ ^＋｛式中、Ｒ’は、水素、アルキル、または置換アルキルである（すなわち、メチル、エチル、またはヒドロキシエチルを包含する）｝、特定的には、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、およびトリエタノールアンモニウムカチオン〕が挙げられる。製薬上許容されるアニオンとしては、とくに、ハリド類（たとえば、Ｃｌ⁻、Ｂｒ⁻）、スルフェート、アセテート類（たとえば、アセテート、トリフルオロアセテート）、アスコルベート類、アスパルテート類、ベンゾエート類、シトレート類、およびラクテートが挙げられる。

本発明に係る化合物は、プロドラッグの形態を有しうる。本発明に係る化合物のプロドラッグは、本発明に係る方法に有用である。生物活性、医薬活性、もしくは治療活性な形態の本発明に係る化合物を提供するようにｉｎｖｉｖｏで変換される化合物はいずれも、プロドラッグである。プロドラッグの種々の例および形態は、当技術分野で周知である。プロドラッグの例は、とくに、Design of Prodrugs, edited by H. Bundgaard, (Elsevier, 1985), Methods in Enzymology, Vol. 42, at pp. 309-396, edited by K. Widder, et. al. (Academic Press, 1985); A Textbook of Drug Design and Development, edited by Krosgaard-Larsen and H. Bundgaard, Chapter 5, ”Design and Application of Prodrugs,” by H. Bundgaard, at pp. 113-191, 1991); H. Bundgaard, Advanced Drug Delivery Reviews, Vol. 8, p.1-38 (1992); H. Bundgaard, et al., Journal of Pharmaceutical Sciences, Vol. 77, p. 285 (1988); and Nogrady (1985) Medicinal Chemistry A Biochemical Approach, Oxford University Press, New York, pages 388-392に見いだされる。

本発明はまた、細菌内におけるカロテノイド化合物の産生および／または活性を阻害する薬剤を、感染を受けた被験者に投与することを含む、細菌感染の予防方法または治療方法を提供する。一実施形態では、細菌感染は、スタフィロコッカス（Staphylococcus）感染である。他の実施形態では、細菌は、スタフィロコッカス属の種（Staphylococcus sp.）である。このほかのさらなる実施形態では、細菌は、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）である。

本発明に関連する範囲内で、阻害性核酸を用いて細菌のカロテノイド生合成経路の発現をモジュレートすることにより、有用な治療方法が提供される。たとえば、本発明では、カロテノイド生合成経路の酵素をコードするいくつかの遺伝子、たとえば、ｃｒｔＭおよびｃｒｔＮが同定される。他の選択肢として（またはそれに追加して）、Ｃ_３０カロテノイド類の合成を引き起こすｃｒｔＭ／ｃｒｔＮ遺伝子をノックアウトすることが望ましいこともある。通常の分子生物学的技術を用いることにより、阻害性核酸分子、たとえば、野生型細菌（たとえば、スタフィロコッカス属の種（Staphylococcus sp.））により産生されるｃｒｔＮおよび／またはｃｒｔＭ核酸と相互作用しうるアンチセンス分子を作製することが可能である。

他の態様では、カロテノイド生成阻害剤は、オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド（たとえば、アンチセンスＲＮＡ、リボザイムＲＮＡ、またはｓｉＲＮＡ）を包含する。たとえば、アンチセンス技術は、標的遺伝子の配列が既知である場合、遺伝子をダウンレギュレートする方法である。スタフィロコッカス属の種（Staphylococcus sp.）のカロテノイド遺伝子をはじめとする多数のカロテノイド遺伝子が当技術分野で公知である。この態様では、所望の遺伝子（たとえば、ｃｒｔＭおよび／またはｃｒｔＮ）に由来する核酸セグメントをクローニングし、ＲＮＡのアンチセンス鎖が転写されるようにプロモーターに機能しうる形で連結させる。次に、この構築物を標的細胞中に導入し、ＲＮＡのアンチセンス鎖を産生させる。アンチセンスＲＮＡは、対象タンパク質をコードするｍＲＮＡの蓄積を妨害することにより遺伝子発現を阻害する。したがって、ｃｒｔＭおよび／またはｃｒｔＮに対するアンチセンス分子は、病原性微生物におけるカロテノイド類の合成を低減させ、それにより、微生物は、食細胞により酸化的損傷を受けやすくなる。当業者であれば、特定の遺伝子の発現を減少させるためにアンチセンス技術の使用に特定の要件を伴うことはわかるであろう。たとえば、アンチセンス遺伝子の適切な発現レベルを得るには、当業者に公知のさまざまなレギュレート性エレメントを利用してさまざまなキメラ遺伝子を使用することが必要になることもある。

本明細書中で用いられる場合、単離された核酸とは、ｉｎｖｉｖｏで産生された核酸に自然に会合するタンパク質、脂質、および他の核酸を実質的に含んでいないものである。典型的には、核酸は、重量基準で、少なくとも７０％、８０％、９０％、もしくはそれ以上の純度であり、ｉｎｖｉｔｒｏで核酸を合成する従来の方法がｉｎｖｉｖｏ法の代わりに使用可能である。本明細書中で用いられる場合、「核酸」または「ポリヌクレオチド」または「オリゴヌクレオチド」とは、個別断片の形態のまたはより大きい遺伝子構築物（たとえば、アンチセンス分子などをコードする核酸にプロモーターを機能しうる形で連結させたもの）の成分としてのデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドのポリマーを意味する。多数の遺伝子構築物（たとえば、プラスミドおよび他の発現ベクター）が当技術分野で公知であり、それらを用いて無細胞系または原核もしくは真核（たとえば、酵母、昆虫、もしくは哺乳動物）の細胞において本開示に係る所望の核酸を産生することが可能である。本開示に係る核酸は、本開示に係るペプチドを産生する従来の分子生物学的方法で容易に使用可能である。

アンチセンス核酸、リボザイム、またはｓｉＲＮＡを含むポリヌクレオチドは、「発現ベクター」中に挿入可能である。「発現ベクター」という用語は、遺伝子構築物、たとえば、アンチセンス分子などを含有するように工学的に作製可能なプラスミド、ウイルス、または当技術分野で公知の他の媒体を意味する。発現ベクターは、典型的には、複製起点およびプロモーター、さらにはトランスフォーム細胞の表現型選択を可能にする遺伝子を含有する。誘導プロモーターおよび構成プロモーターをはじめとする種々のプロモーターを本開示で利用することが可能である。発現ベクターは、典型的には、宿主細胞／標的細胞に適合する種に由来するレプリコン部位および制御配列を含有する。

本開示に係るポリヌクレオチドによる宿主細胞／標的細胞のトランスフォーメーションまたはトランスフェクションは、当業者に公知の従来技術を用いて実施可能である。たとえば、宿主細胞がＥ．コリ（E. coli）である場合、当技術分野で公知のＣａＣｌ_２法、ＭｇＣｌ_２法、またはＲｂＣｌ法を用いて、ＤＮＡ取込みの可能なコンピテント細胞を作製することが可能である。他の選択肢として、エレクトロポレーションやマイクロインジェクションのような物理的手段を使用することが可能である。エレクトロポレーションでは、高電圧電気インパルスによりポリヌクレオチドを細胞内に移入することが可能である。このほかに、当技術分野で周知の方法を用いて、ポリヌクレオチドをプロトプラスト融合により宿主細胞中に導入することが可能である。真核細胞をトランスフォームするのに好適な方法、たとえば、エレクトロポレーションおよびリポフェクションもまた公知である。

本開示に包含される宿主細胞または標的細胞は、阻害性核酸分子を発現するように本開示に係るポリヌクレオチドを使用可能な任意の細胞である。この用語は、宿主細胞／標的細胞の任意の後代をも包含する。有用な宿主細胞／標的細胞としては、細菌細胞、菌類細胞（たとえば、酵母細胞）、植物細胞、および動物細胞が挙げられる。たとえば、宿主細胞は、哺乳動物細胞のような高等真核細胞もしくは酵母細胞のような下等真核細胞でありうるか、または宿主細胞は、細菌細胞のような原核細胞でありうる。宿主細胞中への構築物の導入は、リン酸カルシウムトランスフェクション、ＤＥＡＥ−デキストラン媒介トランスフェクション、またはエレクトロポレーションにより実施可能である（Davis, L., Dibner, M., Battey, I., Basic Methods in Molecular Biology (1986)）。適切な宿主の代表例としては、酵母のような真菌細胞、ドロソフィラ（Drosophila）Ｓ２やスポドプテラ（Spodoptera）Ｓｆ９のような昆虫細胞、ＣＨＯ、ＣＯＳ、またはＢｏｗｅｓ黒色腫のような動物細胞、植物細胞などが挙げられうる。適切な宿主の選択は、本明細書に記載の教示から当業者の実施可能な範囲内にあると考えられる。

宿主細胞は、真核宿主細胞（たとえば哺乳動物細胞）でありうる。一態様では、宿主細胞は、細胞培養で増殖するように適合化された哺乳動物の産生細胞である。当業界で一般に使用されるそのような細胞の例は、ＣＨＯ細胞、ＶＥＲＯ細胞、ＢＨＫ細胞、ＨｅＬａ細胞、ＣＶ１細胞（Ｃｏｓ；Ｃｏｓ−７を包含する）、ＭＤＣＫ細胞、２９３細胞、３Ｔ３細胞、Ｃ１２７細胞、骨髄腫細胞系（特定的にはネズミ科動物）、ＰＣ１２細胞、およびＷ１３８細胞である。チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞は、いくつかの複合組換えタンパク質、たとえば、サイトカイン、凝固因子、および抗体の産生に広く使用されている（Brasel et al., Blood 88:2004-2012, 1996; Kaufman et al., J.Biol Chem 263: 6352-6362, 1988; McKinnon et al., J Mol Endocrinol 6:231-239, 1991; Wood et al., J. Immunol 145:3011-3016, 1990）。ジヒドロ葉酸レダクターゼ（ＤＨＦＲ）欠損変異型細胞系（Urlaub et al., Proc Natl Acad Sci USA 77:4216-4220, 1980）は、効率的なＤＨＦＲ選択性かつＤＨＦＲ増幅性の遺伝子発現系によりこれらの細胞において高レベルの組換えタンパク質発現が可能であるので、一般に使用されるＣＨＯ宿主細胞系である（Kaufman, Meth Enzymol 185:527-566, 1990）。そのほかに、これらの細胞は、付着培養物または懸濁培養物として操作が容易であり、比較的良好な遺伝的安定性を呈する。ＣＨＯ細胞およびその中で発現される組換えタンパク質は、広範に特徴付けられており、臨床向けの製造に使用することが監督官庁により承認されている。

そのような阻害剤（たとえば、小分子（２−ジエチルアミノエチル−２，２−ジフェニル−バレレートおよび阻害性核酸））の活性は、本明細書に記載のアッセイ（ｉｎｖｉｔｒｏアッセイおよびｉｎｖｉｖｏアッセイの両方）のような当業者に公知の従来の方法を用いて測定可能である。たとえば、本発明の一態様では、感染の治療に有用な薬剤のスクリーニング方法は、阻害剤と微生物とが相互作用しうる条件下でカロテノイド産生を阻害する阻害剤を微生物に接触させることと、作用因子のペルオキシド、一重項酸素、またはオキシダティブバーストに微生物を接触させることと、阻害剤の存在下および不在下における微生物の生存能を測定することと、を含み、この場合、生存能の減少は、抗微生物活性を増大させる薬剤の指標となる。

本開示はまた、阻害有効量のカロテノイド生合成阻害剤（すなわち、カロテノイド生成阻害剤）に細菌を接触させることにより細菌の増殖を阻害する方法を提供する。「接触」という用語は、薬剤が微生物を阻害、死滅、もしくは溶解しうるように、または微生物が酸化的破壊を受けやすくなるように、微生物（たとえば細菌）を薬剤に暴露することを意味する。生物とカロテノイド生合成を阻害する薬剤との接触は、たとえば、薬剤を細菌培養物に添加するかまたは細菌汚染表面を薬剤に接触させることにより、ｉｎｖｉｔｒｏで実施可能である。

他の選択肢として、接触は、たとえば、細菌感染を受けた被験者または感染を受けやすい被験者に薬剤を投与することにより、ｉｎｖｉｔｒｏで実施可能である。ｉｎｖｉｖｏの接触は、非経口的なものも局所的なものも包含する。「阻害量」または「阻害有効量」とは、たとえば静菌効果もしくは殺菌効果を引き起こすか、特定の細菌細胞タイプの着色を低下させるか、または細菌により産生される特定のカロテノイドの量を減少させるのに十分な薬剤の量を意味する。カロテノイド阻害剤を用いることにより影響を受ける可能性のある細菌としては、グラム陰性細菌およびグラム陽性細菌の両方が挙げられる。影響を受ける可能性のある細菌としては、たとえば、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）、ストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogeneｓ）（Ａ群）、ストレプトコッカス属の種（Streptococcus sp.）（ビリダンス群）、ストレプトコッカス・アガラクチアエ（Streptococcus agalactiae）（Ｂ群）、Ｓ．ボビス（S. bovis）、ストレプトコッカス（Streptococcus）属（嫌気性種）、ストレプトコッカス・ニューモニアエ（Streptococcus pneumoniae）、およびエンテロコッカス属の種（Enterococcus sp.）；グラム陰性球菌、たとえば、ナイセリア・ゴノロエアエ（Neisseria gonorrhoeae）、ナイセリア・メニンギティディス（Neisseria meningitidis）、およびブランハメラ・カタラリス（Branhamella catarrhalis）；グラム陽性桿菌、たとえば、バシラス・アントラシス（Bacillus anthracis）、バシラス・サブチリス（Bacillus subtilis）、Ｐ．アクネス（P. acne）、コリネバクテリウム・ジフテリアエ（Corynebacterium diphtheriae）および類ジフテリア菌（好気性および嫌気性）であるコリネバクテリウム属の種（Corynebacterium sp.）、リステリア・モノサイトゲネス（Listeria monocytogenes）、クロストリジウム・テタニ（Clostridium tetani）、クロストリジウム・ディフィシレ（Clostridium difficile）、エシェリキア・コリ（Escherichia coli）、エンテロバクター属の種（Enterobacter sp.）、プロテウス・ミラビリス（Proteus mirablis）および他の種、シュードモナス・アエルギノサ（Pseudomonas aeruginosa）、クレブシエラ・ニューモニアエ（Klebsiella pneumoniae）、サルモネラ（Salmonella）属、シゲラ（Shigella）属、セラチア（Serratia）属、ならびにカンピロバクター・ジェジュニ（Campylobacter jejuni）が挙げられる。特定的には、本発明に係る方法および組成物は、反応性酸素種（たとえば、ＮＡＤＰＨオキシダーゼにより産生される種）を防除するカロテノイド化合物を合成する任意の病原体に対して有用である。１種以上のこうした細菌が感染すると、菌血症、肺炎、髄膜炎、骨髄炎、心内膜炎、静脈洞炎、関節炎、尿路感染症、破傷風、壊疽、結腸炎、急性胃腸炎、膿痂疹、座瘡、ａｃｎｅｐｏｓａｃｕｅ、創傷感染、熱傷後感染（born infections）、筋膜炎、気管支炎、さらにはさまざまな膿瘍、院内感染症、および日和見感染症のような疾患を引き起こす可能性がある。細菌の増殖を阻害する方法はまた、１種以上の抗生物質と組み合わされたペプチドに細菌を接触させることを含みうる。

カロテノイド阻害剤により菌類生物に影響を及ぼすことも可能である。（たとえば、ミクロスポラム・カニス（Microsporum canis）および他のミクロスポラム属の種（Microsporum sp.）；ならびにトリコフィトン属の種（Trichophyton sp.）、たとえば、Ｔ．ルブラム（T. rubrum）、およびＴ．メンタグロフィテス（T. mentagrophytes））、酵母（たとえば、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、Ｃ．トロピカリス（C. Tropicalis）、または他のカンジダ属の種（Candida sp.））、サッカロミセス・セレビ
シアエ（Saccharomyces cerevisiae）、トルロプシス・グラブラタ（Torulopsis glabrata）、エピデルモフィトン・フロッコサム（Epidermophyton floccosum）、マラセジア・フルフル（Malassezia furfur）（ピティロスポロン・オルビクラレ（Pityropsporon orbiculare）、またはＰ．オバレ（P. ovale））、クリプトコッカス・ネオフォルマンス（Cryptococcus neoformans）、アスペルギルス・フミガタス（Aspergillus fumigatus）、アスペルギルス・ニデュランス（Aspergillus nidulans）、および他のアスペルギルス属の種（Aspergillus sp.）、接合菌綱（Zygomycetes)(たとえば、リソ゛フ゜ス(Rhizopus）属、ムコール（Mucor）属）、パラコクシジオイデス・ブラシリエンシス（Paracoccidioides brasiliensis）、ブラストミセス・デルマティティデス（Blastomyces dermatitides）、ヒストプラスマ・カプスラタム（Histoplasma capsulatum）、コクシジオイデス・イミティス（Coccidioides immitis）、およびスポロトリクス・シェンキイ（Sporothrix schenckii）。

カロテノイド生合成阻害剤（たとえば、ｃｒｔＭ阻害剤、ｃｒｔＮ阻害剤、およびそれらの組合せ）は、たとえば酸化的攻撃に対する耐性を付与するカロテノイド類の産生を阻害するのに有効な量で、ヒトまたは非ヒト動物をはじめとする任意の宿主に投与可能である。一態様では、投与は、細菌、ウイルス、および／または菌類の増殖の阻害を引き起こす。したがって、本方法および本組成物は、抗微生物剤、抗ウイルス剤、および／または抗菌類剤として有用である。

当技術分野で公知のさまざまな方法のいずれかを用いて、カロテノイド阻害剤を単独でまたは他の抗生物質と組み合わせて投与することが可能である。たとえば、注射によりまたは時間をかけて漸進的注入により、非経口的に投与を行うことが可能である。薬剤（複数種可）は、静脈内に、腹腔内に、筋肉内に、皮下に、腔内に、吸入により、または経皮的に、投与可能である。

他の態様では、カロテノイド生合成阻害剤は、単独でまたは局所投与（たとえば、ローション剤、クリーム剤、スプレー剤、ゲル剤、または軟膏剤として）に供される他の抗生物質／抗菌類剤と組み合わせて、製剤化可能である。そのような局所製剤は、眼、皮膚、および粘膜（たとえば、口腔、膣）における微生物、菌類、および／またはウイルスの存在または感染を治療または阻害するのに有用である。市販されている製剤の例としては、局所ローション剤、クリーム剤、石鹸、ワイプ剤などが挙げられる。毒性を低下させるかまたは生物学的利用能を増大させるために、リポソーム中に組み込んで製剤化することが可能である。他の送達方法としては、マイクロスフェア中もしくはプロテイノイド中へのカプセル化を必要とする経口法、エアロゾル送達（たとえば、肺への送達）、または経皮送達（たとえば、イオントホレシスもしくは経皮エレクトロポレーションによる送達）が挙げられる。他の投与方法は当業者に公知であろう。

カロテノイド阻害剤を含む組成物の非経口投与製剤としては、滅菌された水性もしくは非水性の溶液剤、サスペンジョン剤、およびエマルジョン剤が挙げられる。非水性溶媒の例は、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、植物油（たとえば、オリーブ油）、および注射可能な有機エステル、たとえば、エチルオレエートである。水性担体の例としては、水、生理食塩水、および緩衝化媒体、アルコール性／水性溶液、ならびにエマルジョンまたはサスペンジョンが挙げられる。非経口媒体の例としては、塩化ナトリウム溶液、リンゲルデキストロース、デキストロース＋塩化ナトリウム、乳酸加リンゲル、および固定油が挙げられる。静脈内媒体としては、体液および栄養素の補充液、電解質補充液（たとえば、リンゲルデキストロースをベースとするもの）などが挙げられる。保存剤および他の添加剤、たとえば、他の抗微生物剤、抗酸化剤、キレート化剤（cheating agents）、不活性ガスなどを組み込むことも可能である。

本開示は、細菌関連障害、ウイルス関連障害、および／または菌類関連障害を阻害する方法を提供する。この方法は、そのような障害を有するかまたは有する危険性のある被験者に、治療上有効量のカロテノイド生合成阻害剤（たとえば、ｃｒｔＭおよび／またはｃｒｔＮの阻害剤）を単独でまたは他の抗微生物剤と組み合わせて、接触または投与することにより行われる。「阻害」という用語は、障害の徴候または症状（たとえば、皮疹、潰瘍など）を予防または改善することを意味する。改善可能な疾患徴候の例としては、被験者の血中ＴＮＦレベルの増加、発熱、低血圧症、好中球減少、白血球減少、血小板減少、播種性血管内凝固、成人呼吸窮迫症候群、ショック、および臓器不全が挙げられる。本開示で治療可能な被験者の例としては、グラム陰性細菌またはグラム陽性細菌の感染により生じるエンドトキシン血症のような毒素血症に罹患する危険性があるかまたは罹患している被験者が挙げられる。他の例としては、皮膚炎を有する被験者、さらにはグラム陽性細菌もしくはグラム陰性細菌、ウイルス、または菌類の皮膚感染またはそれらの感染を受けやすい皮膚損傷を有する被験者が挙げられる。候補被験者の例としては、Ｅ．コリ（E. coli）、ナイセリア・メニンギティデス（Neisseria meningitides）、ブドウ球菌、または肺炎球菌の感染を受けている被験者が挙げられる。他の被験者としては、銃創、腎不全もしくは肝不全、外傷、火傷、免疫無防備感染（たとえば、ＨＩＶ感染）、造血性新形成、多発性骨髄腫、キャッスルマン病、または心臓粘液腫に罹患している被験者が挙げられる。医薬技術分野の当業者であれば、従来の基準を手軽に利用して本開示に係る治療に適した被験者を同定することが可能である。

治療上有効量は、被験者の症状を軽減するのに十分な量として測定可能である（たとえば、皮膚炎または皮疹の場合には皮膚潰瘍の重症度頻度を測定することにより）。典型的には、被験者は、疾患または障害の症状を少なくとも５０％、９０％、または１００％軽減するのに十分な量の本発明に係る治療組成物で治療される。一般的には、最適投与量は、障害および因子、たとえば、被験者の体重、細菌感染、ウイルス感染、または菌類感染のタイプ、体重、性別、ならびに症状の度合いに依存するであろう。それにもかかわらず、好適な投与量は、当業者であれば容易に決定可能である。典型的には、好適な投与量は、０．５〜４０ｍｇ／ｋｇ（体重）、たとえば１〜８ｍｇ／ｋｇ（体重）である。

すでに述べたように、本発明に係る組成物および方法は、追加の（たとえば、カロテノイド生合成阻害剤に追加される）治療剤（たとえば、ＴＮＦ阻害剤、抗生物質など）の使用を含みうる。カロテノイド生合成阻害剤、他の治療剤、および／または抗生物質は、同時に投与可能であるが、逐次投与も可能である。好適な抗生物質としては、アミノグリコシド類（たとえば、ゲンタマイシン）、β−ラクタム類（たとえば、ペニシリン類およびセファロスポリン類）、キノロン類（たとえば、シプロフロキサシン）、ならびにノボビオシンが挙げられる。一般的には、抗生物質は、殺菌量、抗ウイルス量、および／または抗菌類量で投与される。それらの効果はまた、フラボヘモグロビンの阻害剤（Helmick et al., Imidazole antibiotics inhibit the nitric oxide dioxygenase function of microbial flavohemoglobin. Antimicrob Agents Chemother, 2005,49(5):1837-43, and Sud et al., Action of antifungal imidazoles on Staphylococcus aureus, Antimicrob Agents Chemother, 1982, 22(3):470-4）との共投与を行ってマクロファージによるＮＯ媒介Ｓ．アウレウス（S. aureus）死滅の効力を増大させることにより、増強可能であり、場合により、１種のスクアレンシンターゼ阻害剤と、１種のフラボヘモグロビン（酸化窒素ジオキシゲナーゼ）阻害剤、たとえば、アゾール（ミコナゾール、エコナゾール、クロトリマゾール（clortrimazole）、およびケトコナゾール）と、以上に記載したような１種の抗生物質と、を含む三種組合せ療法を、治療の必要な患者に適用することも可能である。

カロテノイド生合成阻害剤を利用する本発明に係る方法および組成物は、抗生物質耐性細菌株の増殖問題に対処したり炭疽、疫病、コレラ、胃腸炎、多剤耐性結核（ＭＤＲＴＢ）のようなバイオテロリズム因子により引き起こされる疾患をはじめとする感染性疾患の発症を治療および／または予防したりするのに好適な広域スペクトル抗微生物剤として有用である。

本開示に係るカロテノイド生成阻害剤を含む医薬組成物は、担体、賦形剤、および添加剤または助剤を用いて被験者に投与するのに好適な形態をとりうる。よく使用される担体または助剤としては、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、ラクトース、マンニトール、および他の糖、タルク、乳タンパク質、ゼラチン、デンプン、ビタミン、セルロースおよびその誘導体、動物油および植物油、ポリエチレングリコール、ならびに溶媒、たとえば、滅菌水、アルコール、グリセロール、および多価アルコールが挙げられる。静脈内媒体としては、体液および栄養素の補充液が挙げられる。保存剤としては、抗微生物剤、キレート化剤、および不活性ガスが挙げられる。他の製薬上許容される担体としては、たとえば、Remington’s Pharmaceutical Sciences, 15th ed., Easton: Mack Publishing Co., 1405-1412, 1461-1487 (1975)およびThe National Formulary XIV., 14th ed., Washington: American Pharmaceutical Association (1975)（それらの内容は参照により本明細書に組み入れられるものとする）に記載されるように、水溶液、非毒性賦形剤、たとえば、塩、保存剤、緩衝剤などが挙げられる。医薬組成物の種々の成分のｐＨおよび正確な濃度は、当技術分野の通常の技術に従って調整される。Goodman and Gilman’s, The Pharmacological Basis for Therapeutics (7th ed.)を参照されたい。

本開示に係る医薬組成物は、局所投与または全身投与が可能である。「治療上有効な用量」とは、細菌感染の症状を予防、治癒、または少なくとも部分的に阻止するのに必要とされる本開示に係る薬剤の量のことである。この使用に有効な量は、当然ながら、疾患の重症度ならびに被験者の体重および一般的状態に依存するであろう。典型的には、ｉｎｖｉｔｒｏで使用される投与量から医薬組成物のｉｎｓｉｔｕ投与に有用な量に関して有用な指針を得ることが可能であり、動物モデルを用いて感染の治療に有効な投与量を決定することが可能である。種々の要件については、たとえば、Langer, Science, 249: 1527, (1990); Gilman et al. (eds.) (1990)（いずれも参照により本明細書に組み入れられるものとする）に記載されている。

本明細書中で用いられる場合、「治療上有効量の投与」とは、組成物がその意図された治療機能を発揮できるように本開示に係る医薬組成物を被験者に投与または適用する方法を包含するものとする。治療上有効量は、被験者における感染の度合い、個人の年齢、性別、および体重のような因子によって異なるであろう。最適治療応答が得られるように投与療法を調整することが可能である。たとえば、いくつかの分割用量を毎日投与しうるか、または治療状況の緊急性に応じて比例的に用量を減少させうる。

医薬組成物は、便利な方法で、たとえば、注射（皮下、静脈内など）、経口投与、吸入、経皮適用、または直腸内投与により、投与可能である。投与経路に応じて、酵素、酸、および医薬組成物を不活性化する他の自然条件の作用から医薬組成物を保護する材料で医薬組成物をコーティングすることが可能である。医薬組成物はまた、非経口投与または腹腔内投与も可能である。グリセロール中、液体ポリエチレングリコール中、およびそれらの混合物中、ならびに油中に組み込んで、ディスパージョン剤を調製することも可能である。通常の貯蔵条件下および使用条件下では、これらの調製物は、微生物の増殖を防止する保存剤を含有しうる。

注射用途に好適な医薬組成物としては、滅菌された水性の溶液剤（水溶性の場合）またはディスパージョン剤、および滅菌された注射可能な溶液またはディスパージョンを即時調製するための滅菌粉末剤が挙げられる。いずれの場合も、組成物は、滅菌状態でなければならず、かつ容易なシリンジ注入が可能な程度に流動性でなければならない。担体は、たとえば、水、エタノール、ポリオール（たとえば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコール（polyetheylene glycol）など）、それらの好適な混合物、ならびに植物油を含有する溶媒または分散媒でありうる。適切な流動性は、たとえば、レシチンなどのようなコーティング剤を用いることにより、ディスパージョンの場合には所要の粒子サイズを保持することにより、および界面活性剤を用いることにより、保持可能である。微生物作用の防止は、種々の抗細菌剤および抗菌類剤、たとえば、パラベン類、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロサールなどにより達成可能である。多くの場合、典型的には、等張化剤、たとえば、糖、ポリアルコール、たとえば、マンニトール、ソルビトール、または塩化ナトリウムが組成物中に組み込まれるであろう。吸収を遅らせる薬剤、たとえば、アルミニウムモノステアレートおよびゼラチンを組成物中に組み込むことにより、注射可能な組成物を長時間にわたり吸収させるようにすることが可能である。

滅菌注射溶液剤は、必要量の医薬組成物を単独でまたは所要により以上に列挙した成分と組み合わせて適切な溶媒中に組み込んでから濾過滅菌を行うことにより調製可能である。一般的には、ディスパージョン剤は、基剤としての分散媒と以上に列挙したものから選ばれる所要の他の成分とを含有する滅菌媒体中に医薬組成物を組み込むことにより調製される。

医薬組成物は、たとえば、イナートな希釈剤または同化可能な可食性担体と共に、経口投与可能である。医薬組成物および他の成分はまた、硬質シェルもしくは軟質シェルのゼラチンカプセル中に閉じ込めるか、錠剤中に圧縮するか、または個人の食事に直接組み込むことも可能である。経口治療投与に供する場合、医薬組成物は、賦形剤と共に組み込んで、摂取可能な錠剤、バッカル錠剤、トローチ剤、カプセル剤、エリキシル剤、サスペンジョン剤、シロップ剤、ウェーファー剤などの形態で使用可能である。そのような組成物および調製物は、少なくとも１重量％の活性化合物を含有することが望ましい。組成物および調製物のパーセントは、当然ながら、さまざまでありうるが、便宜上、ユニット重量の約５％〜約８０％でありうる。

錠剤、トローチ剤、丸剤、カプセル剤などはまた、次のもの：結合剤、たとえば、トラガカントガム（gum gragacanth）、アカシア、トウモロコシデンプン、またはゼラチン；賦形剤、たとえば、リン酸二カルシウム；崩壊剤、たとえば、トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプン、アルギン酸など；滑沢剤、たとえば、マグネシウムステアレート；および甘味剤、たとえば、スクロース、ラクトース、もしくはサッカリン、または風味剤、たとえば、ペパーミント、ウインターグリーンオイル、もしくはチェリーフレーバーをも含有するしうる。投与ユニット製剤がカプセル剤である場合、以上のタイプの材料のほかに、液体担体を含有しうる。コーティング剤として、または他の形で投与ユニットの物理的形態を改変するために、種々の他の材料を存在させることが可能である。たとえば、錠剤、丸剤、またはカプセル剤は、シェラック、糖、またはその両方でコーティングすることが可能である。シロップ剤またはエリキシル剤は、作用剤、すなわち、甘味剤としてスクロース、保存剤としてメチルパラベンおよびプロピルパラベン、染料、ならびに風味剤、たとえば、チェリーフレーバーまたはオレンジフレーバーを含有しうる。当然ながら、いかなる投与ユニット製剤の場合にもその調製に使用される材料はいずれも、医薬的に純粋かつ利用される量で実質的に非毒性／生体適合性であることが望ましい。そのほかに、医薬組成物は、持続放出性の調製物および製剤に組み込むことが可能である。

したがって「製薬上許容される担体」とは、溶媒、分散媒、コーティング剤、抗細菌剤および抗菌類剤、等張化剤および吸収遅延剤などを包含するものとする。医薬活性物質用のそのような媒体および作用剤の使用は、当技術分野で周知である。いかなるの従来の媒体または作用剤の場合にもそれが医薬組成物と不適合でないかぎり、治療組成物および治療方法におけるその使用が可能であると考えられる。補助的活性化合物もまた、組成物中に組み込むことが可能である。

投与が容易になるようにかつ投与量が均一になるように、投与ユニット製剤の形態で非経口組成物を製剤化することがとくに有利である。本明細書中で用いられる「投与ユニット製剤」とは、治療される個人に対するユニット投与量として適切な物理的に個別のユニットを意味し、所定量の医薬組成物を含有する各ユニットは、所要の医薬担体と一体化させて所望の治療効果が得られるように計算される。本開示に係る投与ユニット製剤の仕様は、医薬組成物の特性および達成される特定の治療効果に関連付けられる。

主要な医薬組成物は、許容される投与ユニットで好適な製薬上許容される担体と共に有効量で便利かつ効果的な投与に供すべく配合される。補助的活性成分を含有する組成物の場合、投与量は、該成分の通常の用量および投与方式を参照して決定される。

細菌生物（たとえば、スタフィロコッカス属の種（Staphylococcus sp.））におけるカロテノイド生成を阻害するのに有用な作用剤は、一般に使用される抗生物質および／または抗微生物剤と組み合わせて使用可能である。したがって、本発明に係る医薬組成物は、カロテノイド生成阻害剤と１種以上の追加の抗微生物剤または抗生物質とを含みうる。

以下の実施例は、本発明を例示するものとして提供されており、なんらその限定要件を構成するものとみなされるべきものではない。

実施例
Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドの生合成経路は、デヒドロスクアレンシンターゼおよびデヒドロスクアレンデサチュラーゼをそれぞれコードする遺伝子ｃｒｔＭおよびｃｒｔＮの本質的機能を含む。Ｓ．アウレウス（S. aureus）の色素の生物活性をプローブするために、ｃｒｔＭの対立遺伝子交換により金色着色性ヒト臨床分離株のアイソジェニック突然変異体を作製した。ΔＣｒｔＭ突然変異体は、非色素沈着性であり、４４０、４６２、および４９１ｎＭの波長における野生型のカロテノイドの特徴的な三重ピークスペクトルプロファイルが欠如していた。ＷＴ型およびΔＣｒｔＭ型のＳ．アウレウス（S. aureus）間には、増殖速度、定常期密度、表面電荷、浮遊性、および疎水性のいずれに関しても差は観測されなかった。Ｓ．アウレウス（S. aureus）のｃｒｔＭおよびｃｒｔＮはいずれも、４，４’−ジアポノイロスポレンの産生に十分である。機能獲得分析を容易にするために、Ｓ．アウレウス（S. aureus）のものと類似した疾患スペクトルに関連付けられるヒト病原体である非色素沈着性ストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogenes）中で、両方の遺伝子を発現させた。ｐＣｒｔＭＮプラスミドでトランスフォームした場合、Ｓ．ピオゲネス（S. pyogenes）は、カロテノイド化合物のスペクトル特性を有する黄色色素沈着を獲得した。同一のｐＣｒｔＭＮベクターでＳ．アウレウス（S. aureus）ΔＣｒｔＭ突然変異体を相補した場合にも、部分的に色素沈着を回復した。

イソプレン生合成経路は、感染性疾患に対して有効な薬剤を開発するための（U.S. Patent application 20030032578）、さらには橙色色素（カロテノイド）生成を妨害する除草剤の開発における（U.S. Patent 5,756,423）、重要な標的である。

カロテノイド産生の有用な阻害剤としては、種々の小分子阻害剤が挙げられる。たとえば、式Ｉで示される小分子は、カロテノイド産生の阻害に有用な分子の一般式を提供する。

ＣｒｔＭ阻害剤の構造およびその阻害活性（μＭ）

多くの感染は、色素を含有する細菌により引き起こされる。たとえば、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）は、鮮橙色色素スタフィロキサンチンを含有する。この色素は、宿主免疫系の反応性酸素種による攻撃から細菌を保護すると考えられる。この色素は、デヒドロスクアレンを生成するように２分子のファルネシル二リン酸を縮合するデヒドロスクアレンシンターゼをはじめとする一連の酵素により産生される。デヒドロスクアレンシンターゼの遺伝子は動物には不在であるので、これらの色素はヒトおよび他の動物により産生されない。しかしながら、ヒトおよび他の動物は、スクアレンシンターゼ遺伝子を含有する。注目すべき点として、ヒトスクアレンシンターゼ酵素の阻害剤は、Ｓ．アウレウス（S. aureus）における色素（スタフィロキサンチン）生成を妨害し、ｉｎｖｉｔｒｏおよびｉｎｖｉｖｏの両方で免疫系細胞による死滅の増大を引き起こすことが確認されている。

式ＩＩＩで示される化合物をMagnin et al., α-Phosphonosulfonic acids: Potent and selective inhibitors of squalene synthase, J. Med. Chem. 39 (1996) 657-660に記載されるように調製し、Ｓ．アウレウス（S. aureus）増殖阻害に関しておよび色素生成に関して試験した。式ＩＩＩで示される化合物は、細胞増殖に関しては検出可能な効果を有していなかったが、色素生成に関しては強力な効果を有していた（表１／図１）。

細菌、マウス、ヒトＣＧＤ患者、および化学試薬：アトピー性皮膚炎の子供の皮膚から野生型Ｓ．アウレウス（S. aureus）菌株（Ｐｉｇ１）を分離した。ストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogenes）菌株５４４８は、十分に特徴付けられた血清型のＭ１Ｔ１臨床分離株である。ＣＤ１およびＣ５７Ｂｌ／６マウスは、チャールス・リバー（ＣｈａｒｌｅｓＲｉｖｅｒ）社から購入した。ｇｐ９１^{Ｐｈｏｘ−／−}マウスは、Veteran’s Administration Medical Center, San Diegoで飼育されたものであり、実験の３日前までにトリメトプリム／スルファメトキサゾールによる予防を行って維持した。Ｓ．アウレウス（S. aureus）およびＳ．ピオゲネス（S. pyogenes）は、トッド・ヒューウィットブロス（Ｔｏｄｄ−Ｈｅｗｉｔｔｂｒｏｔｈ）（ＴＨＢ）中またはＴＨＢ寒天（Difco, Detroit, MI）上で増殖させた。とくに指示がないかぎり、実験はすべて、色素沈着表現型が容易に確認される時点のＳ．アウレウス（S. aureus）の３６〜４８時間定常期培養物またはＳ．ピオゲネス（S. pyogenes）の２４時間定常期培養物に由来する細菌を用いて行った。

ヒトＣＧＤ患者：患者は、ｇｐ４７^ｐｈｏｘ欠損（エキソン２のホモ接合ΔＧＴ欠失）を有する１８歳の女性であった。試験時、彼女は良好な健康状態であり、彼女の唯一の医薬は、皮下注射により週３回投与されるインターフェロン−γ（５０ｍｃｇ／ｍ^２）であった。

カロテノイド欠損Ｓ．アウレウス（S. aureus）突然変異体ΔＣｒｔＭの作製。正確に述べると、Ｓ．ピオゲネス（S. pyogenes）またはストレプトコッカス・アガラクチアエ（Streptococcus agalactiae）用として報告されているＰＣＲに基づく方法に小変更を施して、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ（ｃａｔ）カセットによるＳ．アウレウス（S. aureus）ｃｒｔＭ遺伝子のインフレーム対立遺伝子交換を行った。Ｓ．アウレウス（S. aureus）菌株Ｎ３１５^２１のゲノムと相互参照されて発表されたＳ．アウレウス（S. aureus）ｃｒｔＭＮ配列^６に基づいて、プライマーをデザインした。プライマーｃｒｔＭｕｐＦ 5’-TTAGGAAGTGCATATACTTCAC-3’（配列番号１）およびｃｒｔＭｓｔａｒｔＲ 5’-GGTGGTATATCCAGTGATTTTTTTCTCCATACTAGTCCTCCTATATTGAAATG-3’（配列番号２）を用いてｃｒｔＭの上流の約５００ｂｐをＰＣＲにより増幅するとともに、約プライマーｃｒｔＭｅｎｄＦ 5’-TACTGCGATGAGTGGCAGGGCGGGGCGTAACAAAGTATTTAGTATTGAAGC-3’（配列番号３）およびcrtMdownR 5’-GGCACCGTTATACGATCATCGT-3’（配列番号４）を用いてｃｒｔＭのすぐ下流の５００ｂｐの配列を増幅した。ｃａｔ遺伝子の５’および３’末端に対応する２５ｂｐの５’伸長部を用いて、それぞれ、ｃｒｔＭｓｔａｒｔＲおよびｃｒｔＭｅｎｄＦプライマーを構築した。次に、プライマーｃｒｔＭｕｐＦおよびｃｒｔＭｄｏｗｎＲを用いた第２ラウンドのＰＣＲで、完全なｃａｔ遺伝子の６５０ｂｐアンプリコン（ｐＡＣＹＣ１８４に由来する）を鋳型として、上流および下流ＰＣＲ産物を結合した。ｃａｔによるｃｒｔＭのインフレーム置換を含む得られたＰＣＲアンプリコンを温度感受性ベクターｐＨＹ３０４中にサブクローニングしてノックアウトプラスミドを作製した。最初に、このベクターを許容Ｓ．アウレウス（S. aureus）菌株ＲＮ４２２０（ポール・サラム（ＰａｕｌＳｕｌｌａｍ）博士により提供された）中にエレクトロポレーションによりトランスフォームし、次に、Ｓ．アウレウス（S. aureus）菌株Ｐｉｇ１中にトランスフォームした。トランスフォーマントを３０℃で増殖させ、プラスミド複製のために非許容温度（４０℃）に変更し、そして示差的な抗生物質選択および色素表現型を用いて候補突然変異体を同定した。ｃａｔの標的化挿入と最終突然変異体ΔＣｒｔＭから単離された染色体ＤＮＡ中のｃｒｔＭの不在とを実証するＰＣＲ反応により、ｃｒｔＭ対立遺伝子の対立遺伝子交換を一義的に確認した。

相補性および異種発現の試験。プライマーＣｒｔＦ 5’-CAGTCTAGAAATGGCATTTCAATATAGGAG-3’（配列番号５）およびＣｒｔＲ 5’-ATCGAGATCTCTCACATCTTTCTCTTAGAC-3’（配列番号６）を用いて、ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）菌株Ｐｉｇ１の染色体からコンティグＣｒｔＭ＋ｃｒｔＮ遺伝子を増幅した。断片をシャトル発現ベクターｐＤＣｅｒｍ^１９中に定方向クローニングし、そして組換えプラスミド（ｐＣｒｔＭＮ）を用いてエレクトロポレーションによりＳ．アウレウス（S. aureus）ΔＣｒｔＭ突然変異体およびＳ．ピオゲネス（S. pyogenes）菌株５４４８をトランスフォームした。

Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドのスペクトルプロファイル。ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）Ｐｉｇ１およびそのアイソジェニックΔＣｒｔＭ突然変異体の定常期（４８時間）培養物をメタノール抽出に付した。ＭＢＡ２０００年分光光度計（パーキン・エルマー（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ）社製）を用いて抽出物の吸光度プロファイルを測定した。

酸化剤感受性アッセイ。ＰＢＳ（Ｓ．アウレウス（S. aureus））およびＴＨＢ（Ｓ．ピオゲネス（S. pyogenes））のいずれかで、酸化剤に対する感受性の試験を行った。１．５％の最終濃度になるように過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を添加し、２×０^９個の細菌を３７℃で１時間インキュベートし、次に、１，０００Ｕ／ｍｌのカタラーゼ（シグマ（Ｓｉｇｍａ）社製）を添加して残留Ｈ_２Ｏ_２をクエンチした。生存ｃｆｕを計数するために、希釈液をＴＨＡ上にプレーティングした。一重項酸素アッセイでは、１〜６μｇ／ｍｌのメチレンブルーの存在下または不在下で、かつ１００ワット光源から正確に１０ｃｍの位置で、２４ウェル培養プレートの個別ウェル中、３７℃で、１０^８個のＳ．アウレウス（S. aureus）または４×１０^８個のＳ．ピオゲネス（S. pyogenes）をインキュベートした。１〜３時間後、希釈液をＴＨＡ上にプレーティングすることにより細胞生存能力を評価した。フォイルでラップされたかまたはメチレンブルーの不在下で露光された以外は同等に処理された対照プレートは、細菌死滅の証拠を示さなかった。

全血媒介死滅アッセイ。細菌をＰＢＳで２回洗浄し、２５μｌＰＢＳで１０^４ｃｆｕの接種量になるように希釈し、そしてヘパリン処理された管中で７５μｌのあらたに採取されたヒト血液またはマウス血液と混合した。攪拌しながら３７℃で管を４時間インキュベートし、その時、生存ｃｆｕを計数するために希釈液をＴＨＡ上にプレーティングした。

好中球細胞内生存能アッセイ。製造業者の使用説明書に従ってヒストパック（Ｈｉｓｔｏｐａｑｕｅ）グラジエント（シグマ（Ｓｉｇｍａ）社製）を用いて健常ヒトボランティア由来の好中球を精製した。細胞内生存能アッセイを次のように行った。細菌培養物をＰＢＳで２回洗浄し、１００μｌＲＰＭＩ＋１０％ＦＣＳで４．５×１０^６ｃｆｕの濃度に希釈し、そして同一の媒体中で３×１０^５個の好中球と混合し（感染多重度ＭＯＩ＝１５：１）、７００×ｇで５分間遠心し、次に、５％ＣＯ_２インキュベーター中３７℃でインキュベートした。１０分後、ゲンタマイシン（ギブコ（Ｇｉｂｃｏ）社製）（Ｓ．アウレウス（S. aureus）の場合は４００μｇ／ｍｌおよびＳ．ピオゲネス（S. pyogenes）の場合は１００μｇ／ｍｌの最終濃度）を添加して細胞外細菌を死滅させた。指定の時間点で、サンプルウェルの内容物を取り出し、遠心により好中球をペレット化し、そして洗浄により抗生物質培地を除去した。次に、０．０２％トリトン−Ｘで好中球を溶解し、ＴＨＡ上にプレーティングすることによりｃｆｕを計算した。１０％自己ヒト血清と共に細菌接種物を氷上で１５分間プレインキュベートすることを含む工程を追加して、いくつかのアッセイを反復した。

皮下感染のネズミ科動物モデル。１０〜１６週齢のＣＤ−１マウスまたはｇｐ９１^{Ｐｈｏｘ−／−}マウスの片側の側腹（ランダムに選択）に細菌の試験菌株を皮下注射し、同時に、直接比較のために異なる菌株を反対側の側腹に皮下注射した。Ｓ．アウレウス（S. aureus）およびＳ．ピオゲネス（S. pyogenes）の限局的皮下感染を行うために、既定のプロトコルに従って、指定の接種量で、滅菌されたサイトデックス（Ｃｙｔｏｄｅｘ）ビーズ（アマーシャム（Ａｍｅｒｓｈａｍ）社製）と１：１で混合されたＰＢＳにより、細菌培養物の洗浄、希釈、および再懸濁を行った。発生する潰瘍の最大の長さ×幅により評価される病変サイズを毎日記録した。累積病変サイズは、所定の日の各処理グループのすべて動物の病変サイズの総和である。８日目（Ｓ．アウレウス（S. aureus））または５日目（Ｓ．ピオゲネス（S. pyogenes））、動物を安楽死させ、皮膚病変を切除し、ＰＢＳ中でホモジナイズし、そして定量培養のためにＴＨＡ上にプレーティングした。

統計。対応のないスチューデントｔ検定（unpaired Students t test）により、酸化剤感受性、血液媒介死滅、および好中球内生存能の実験差の有意性を評価した。対応のあるスチューデントｔ検定（paired Students t test）により、マウスｉｎｖｉｖｏチャレンジ試験の結果を評価した。

保証。動物実験はすべて、ＵＣＳＤ動物使用管理委員会（ＴｈｅＵＣＳＤＣｏｍｍｉｔｔｅｅｏｎｔｈｅＵｓｅａｎｄＣａｒｅｏｆＡｎｉｍａｌｓ）により承認されものであり、容認された獣医学的基準を用いて実施された。ヒト血液を用いる実験は、二重追跡ＵＣＳＤ人間研究保護プログラム（ＴｈｅＤｕａｌＴｒａｃｋｅｄＵＣＳＤＨｕｍａｎＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＰｒｏｇｒａｍ）／ＣＨＳＤＩＲＢにより承認されたものであった。ヒト被験者から事前のインフォームドコンセントを得た。

浮遊性、表面電荷、および疎水性のアッセイ。浮遊性を測定するために、各１ｍｌの７０％、６０％、および５０％パーコール（Ｐｅｒｃｏｌｌ）の逐次的オーバーレイグラジエントを５ｍｌガラス試験管中に作製した。１ｍｌの一晩細菌培養物をパーコール（Ｐｅｒｃｏｌｌ）層上に配置し、スイングバケット遠心機により５００×ｇで管を８分間遠心し、そして種々のパーコール（Ｐｅｒｃｏｌｌ）界面相への細菌の移動を記録した。表面電荷を測定するために、遠心により細菌を採取し、モルホリンプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）緩衝液（２０ｍＭ、ｐＨ＝７．０）で洗浄した。１ｍｌの培養物を０．５ｍｌＭＯＰＳ中に再懸濁させ、ＯＤ６００を測定した。０．５ｍｇ／ｍｌの最終濃度のシトクロムＣ（Sigma, St. Louis, MO）と共に１５分間にわたり室温で細菌細胞をインキュベートした。サンプルを遠心し（１３，０００×ｇ、５分間）、上清中に残存するシトクロムＣの量を５３０ｎｍで定量した。ＯＤ_６００＝１．０の培養物あたりの結合を反映するように、シトクロムＣの値を調整した。疎水性を測定するために、０．５ｍｌのＳ．アウレウス（S. aureus）培養物を洗浄し、１．０ｍｌのＰＢＳ中に再懸濁させ、３００μｌのｎ−ヘキサデカンを細胞懸濁液の上に層状化し、そして管を６０秒間ボルテックスした。サンプルを室温で３０分間インキュベートし、相分離させた。水性相を取り出し、水性相のＯＤ_６００対ＰＢＳ中の培養物のＯＤ_６００の比を測定した。

プロテアーゼ感受性およびカテリシジン感受性のアッセイ。ヒト好中球のエラスターゼおよびカテプシンＧをカルビオケム（Ｃａｌｂｉｏｃｈｅｍ）社から購入した。抗微生物性ペプチドｍＣＲＡＭＰは、ルイジアナ州立大学タンパク質施設（ＴｈｅＬｏｕｉｓｉａｎａＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｏｔｅｉｎＦａｃｉｌｉｔｙ）（所長マーサ・ジュバン（ＭａｒｔｈａＪｕｂａｎ）氏）で合成されたものである。Ｓ．アウレウス（S. aureus）培養物を１０ｍＭリン酸緩衝剤（ｐＨ７．２）＋０．５％ＬＢで約１×１０^６ＣＦＵ／ｍｌに希釈（１：２，０００）した。９０μｌのこの細菌懸濁液を９６ウェルプレート中の複製ウェルに添加した。カテプシンＧ（２０および１００ｍＵ／ｍｌ）、ヒト好中球エラスターゼ（１２．５および５０μｇ／ｍｌ）、ならびにネズミ科動物ＣＲＡＭＰ（０．４〜３μＭ）の希釈液を１０ｍＭリン酸緩衝液で調製し、１０μｌの量でウェルに添加し；１０ｍＭリン酸緩衝液を単独で陰性対照として使用した。３７℃で２時間インキュベートした後、各ウェルの２５μｌアリコートをＰＢＳで逐次希釈し、ＴＨＢ上にプレーティングした。各実験を二重反復方式で繰返し行った。

食作用取込みアッセイ。製造業者のガイドラインに従って、室温で１５分間かけて、バクライト（ＢａｃＬｉｇｈｔ）^ＴＭキット（Invitrogen, Carlsbad, CA）の成分であるＳＹＴＯＲ９により、Ｓ．アウレウス（S. aureus）を標識した。標識化細菌を３回洗浄して過剰の色素を除去し、次に、氷上で１０分間かけて１０％自己ヒト血清であらかじめオプソニン化した。細菌を３×１０６個の精製ヒト好中球にＭＯＩ＝１５で添加し、３７℃で５分間インキュベートし、次に、５００×ｇで６分間遠心して好中球をペレット化した。上清を廃棄し、細胞ペレットを０．１ｍｇ／ｍｌのエチジウムブロミドのＰＢＳ溶液１５ｍｌ中に再懸濁させて細胞外細菌の蛍光をクエンチした。蛍光顕微鏡観察下で直接可視化することにより、細胞内細菌を有する好中球のパーセントを計数した。実験を二重反復方式で繰返し行った。ＵＣＳＤディジタルイメージング中核施設（ＵＣＳＤＤｉｇｉｔａｌＩｍａｇｉｎｇＣｏｒｅＦａｃｉｌｉｔｙ）のデルタビジョンデコンボルーション顕微鏡システム（ＤｅｌｔａＶｉｓｉｏｎＤｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅＳｙｓｔｅｍ）（ニコンＴＥ−２００顕微鏡（ＮｉｋｏｎＴＥ−２００Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ））を用いて、代表的な画像をキャプチャーした。

Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドの生合成経路^６は、デヒドロスクアレンシンターゼおよびデヒドロスクアレンデサチュラーゼをそれぞれコードする遺伝子ｃｒｔＭおよびｃｒｔＮの本質的機能を含む（図１ａ）。Ｓ．アウレウス（S. aureus）の色素の生物活性をプローブするために、ｃｒｔＭの対立遺伝子交換により金色着色性ヒト臨床分離株のアイソジェニック突然変異体を作製した（図１ａ）。既報に一致して、野生型（ＷＴ型）菌株の色素沈着は、増殖の初期定常期に顕在化して増大し続けた後、３６〜４８時間でプラトーに達した（図１ｂ）。ΔＣｒｔＭ突然変異体は、非色素沈着性であり、４４０、４６２、および４９１ｎＭの波長における野生型のカロテノイドの特徴的な三重ピークスペクトルプロファイルが欠如していた（図１ｂ）。ＷＴ型およびΔＣｒｔＭ型のＳ．アウレウス（S. aureus）間には、増殖速度、定常期密度、表面電荷、浮遊性、および疎水性のいずれに関しても差は観測されなかった（図５ａ〜ｄ）。Ｓ．アウレウス（S. aureus）のｃｒｔＭおよびｃｒｔＮはいずれも、４，４’−ジアポノイロスポレンの産生に十分である。機能獲得分析を容易にするために、Ｓ．アウレウス（S. aureus）のものと類似した疾患スペクトルに関連付けられるヒト病原体である非色素沈着性ストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogenes）中で、両方の遺伝子を発現させた。ｐＣｒｔＭＮプラスミドでトランスフォームした場合、Ｓ．ピオゲネス（S. pyogenes）は、カロテノイド化合物の分光特性を有する黄色色素沈着を獲得した（図１ｂ）。ｐＣｒｔＭＮベクターでＳ．アウレウス（S. aureus）ΔＣｒｔＭ突然変異体を相補した場合にも、完全に色素沈着を回復した（図１ｂ）。

食細胞が病原体を排除する重要な機序の１つは、ＮＡＤＰＨオキシダーゼにより発生される反応性酸素種の放出を介するものである。Ｓ．アウレウス（S. aureus）により発現されるようなカロテノイド類は、こうした防御分子に対抗する保護機能の役割を果たしうることが示唆された。これを実験的に試験するために、ｉｎｖｉｔｒｏにおける酸化剤に対するＷＴ型およびΔＣｒｔＭ型のＳ．アウレウス（S. aureus）の感受性を比較した。図１ｃおよび１ｄに示されるように、ΔＣｒｔＭ突然変異体は、ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）菌株と比較して、より効率的に過酸化水素および一重項酸素により死滅した。ｐＣｒｔＭＮで相補することにより、ΔＣｒｔＭ突然変異体は、一重項酸素媒介死滅に耐える能力を回復した（図１ｄ）。同様に、Ｓ．ピオゲネス（S. pyogenes）中でブドウ球菌色素を異種発現させることにより、一重項酸素（図１ｅ）に対する感受性が著しく低減された。

次に、２つのｅｘｖｉｖｏアッセイ系：ヒト全血中またはマウス全血中の生存能および精製ヒト好中球との共培養を用いて、Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドの観測された抗酸化活性が生得的免疫媒介クリアランスに対する増大された細菌耐性に対応するかどうかを調べた。ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）は、ヒト好中球細胞内（図２ａ、図６ｆ）および正常なマウスまたはヒトドナーの全血中（図２ｂ、ｅ）において、非色素沈着性ΔＣｒｔＭよりも有意に良好に生存した。ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）およびΔＣｒｔＭ突然変異体の取込みは同等であったので（図６ａ）、前者の効果は、食作用の速度差では説明がつかなかった。また、ＷＴ型および突然変異型の菌株の取込みはニトロブルーテトラゾリウム（ＮＢＴ）還元アッセイで類似の結果を生じたので（図６ｂ）、好中球オキシダティブバーストの大きさの変化に帰属しうる差でもなかった。ｐＣｒｔＭＮでＳ．アウレウス（S. aureus）ΔＣｒｔＭ突然変異体を相補することにより、マウス全血による死滅に対する耐性を回復した（図２ｂ）。同様に、ブドウ球菌カロテノイドを発現する色素沈着性Ｓ．ピオゲネス（S. pyogenes）は、親菌株と対比してヒト好中球内において増大された生存能を示した（図２ｃ）。

Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイド発現と増大された食細胞耐性との関連がその抗酸化性の直接的な帰結であることを確認するために、オキシダティブバースト阻害剤ジフェニレンヨードニウム（ＤＰＩ）の存在下でアッセイを繰り返した。オキシダティブバーストをＤＰＩにより阻害した時、ＷＴ型およびΔＣｒｔＭ型のＳ．アウレウス（S. aureus）は、ヒト好中球内（図２ｄ）およびマウス血液中（図６ｄ）で同等に生存した。ｇｐ４７^{Ｐｈｏｘ−／−}は、慢性肉芽腫症（ＣＧＤ）患者に一般に見いだされる食細胞オキシダティブバースト機能の遺伝的欠陥であり、ｇｐ９１^{Ｐｈｏｘ−／−}マウスは、ヒトＸ連鎖ＣＧＤのモデルになる。非色素沈着性ΔＣｒｔＭ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）に対するＷＴ型の生存優位性は、正常なヒトおよびマウス（ＣＤ１またはＣ５７Ｂｌ／６）の血液中でのみ顕在化し、ＮＡＤＰＨオキシダーゼ活性の欠如したヒトｇｐ４７^{ｐｈｏｘ−／−}患者やｇｐ９１^{Ｐｈｏｘ−／−}マウスの血液中では顕在化しなかった（図２ｅ、ｆ）。

反応性酸素種による病原体の明瞭な好中球媒介死滅は、主に、カリウム流出入の変化により媒介される顆粒プロテアーゼの活性化を反映している可能性があることが最近報告された。カテプシンＧの抗微生物作用に対するＷＴ型およびΔＣｒｔＭ型のＳ．アウレウス（S. aureus）の感受性には差はなく、両方の菌株は、Ｓ．アウレウス（S. aureus）ですでに観測されているようにヒト好中球エラスターゼに対して耐性であった（図６ｄ）。生得的免疫防御に重要な哺乳動物好中球の他のエフェクター分子は、カテリシジンファミリーの抗微生物性ペプチドである。カロテノイド欠損Ｓ．アウレウス（S. aureus）突然変異体は、ＷＴ型菌株と比較した場合、ネズミ科動物カテリシジンｍＣＲＡＭＰによる死滅に対して同様に感受性であった（図６ｅ）。これらの結果から、好中球媒介死滅に対する耐性におけるＳ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドのフリーラジカル捕捉的抗酸化性の主要な役割が裏付けられる。

ｉｎｖｉｔｒｏおよびｅｘｖｉｖｏの結果から、Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドは、酸化剤耐性および食細胞内生存能を増大させるのに必要かつ十分であることが実証される。疾患の病理発生に関するこれらの観察結果の有意性を評価するために、ネズミ科動物皮下チャレンジモデルを開発した。この試験では、個別動物の片側の側腹へのＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）菌株の注射および反対側の側腹へのΔＣｒｔＭ突然変異体の注射を同時に行った。ＷＴ注射（１０^６ｃｆｕ）の部位では、マウスは、かなり大きい膿瘍病変を生じて４日目までに８０ｍｍ^２の累積サイズに達し、対側の側腹上へのカロテノイド欠損突然変異体の等価接種物の注射では、観察可能な病変を生じなかった（図３ａ）。２つの異なるチャレンジ用量（１０^６ｃｆｕ対１０^７ｃｆｕ）における皮膚病変の定量培養では、個別マウスにおいて生存するＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）の数がΔＣｒｔＭ突然変異体と比較して有意に多いことが終始一貫して実証された（図３ａ）。ｉｎｖｉｖｏでＳ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドにより提供される保護の機序に抗酸化効果が欠かせないことを確証するために、ｇｐ９１^{Ｐｈｏｘ−／−}マウスで皮下感染実験を繰り返した。宿主ＮＡＤＰＨオキシダーゼ機能の不在下では、ＷＴ型およびΔＣｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）は、類似の累積サイズの病変を生じ、膿瘍の定量培養で生存優位性は検出されなかった（図３ｂ）。次に、ＣｒｔＭＮを発現するＳ．ピオゲネス（S. pyogenes）により引き起こされる感染の経過をベクターのみでトランスフォームされた対照と比較することにより、Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドは、細菌のビルレンスを増大させるのに十分であることが確認された。図３ｃでは、カロテノイド発現性菌株により生じた病変は、ＷＴ型菌株により生じた病変よりも有意に大きくかつ多数の生存細菌を含有していた。ｉｎｖｉｖｏ実験で得られた生データを表２に提供する。

ゴールデンイエロー色素により細菌に提供される保護作用を仮定すれば、カロテノイド生成を阻害する薬理剤により、Ｓ．アウレウス（S. aureus）は、免疫媒介クリアランスを受けやすくなる可能性がある。混合機能オキシダーゼ阻害剤２−ジエチルアミノエチル−２，２−ジフェニル−バレレート（ＳＫＦ５２５−Ａ、カルビオケム（Ｃａｌｂｉｏｃｈｅｍ）社製）は、Ｓ．アウレウス（S. aureus）において色素生成を阻害することがすでに明らかにされたが、それらの実験では、δカロテノイド中間体の中程度の残留蓄積が認められた。図４ａに示されるに、この作用剤の存在下で増殖されたＳ．アウレウス（S. aureus）のＷＴ型菌株で色素産生の用量依存的減少が得られた。Ｓ．アウレウス（S. aureus）の色素生成を妨害することにより、一重項酸素媒介死滅に対する生物の感受性が用量依存的に増加し（図４ｂ）、ヒト全血中におけるＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）の生存能力が減少した。対照として、ΔＣｒｔＭ突然変異体を並行実験でＳＫＦ５２５−Ａに暴露させたが、酸化剤感受性に関しても血中生存能に関しても有意な影響はみられなかった（図４ｂ、ｃ）。

カロテノイド色素により付与される金色は、ヒト病原体スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）の名称の由来となった特性である。突然変異誘発と異種発現とを組み合わせた分子遺伝学的分析を行うことにより、この顕著な特徴的表現型が、実際に、その抗酸化性を介して食細胞媒介死滅から細菌を保護する役割を果たすビルレンス因子であることを明らかにした。現代では、この重要な疾患因子の効果的抑制は、市中および院内のいずれにおいても抗微生物剤耐性の急速な進化により損なわれている。原理的には、カロテノイド生成を阻害すれば、病原体が効果的に通常の宿主の生得的免疫防御によるクリアランスをより受けやすくなり、厄介なＳ．アウレウス（S. aureus）感染を治療する新規な治療手段が提供されうる。

そのほかに、ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）は、ヒトドナーまたは正常マウスの全血中およびヒト好中球細胞内で、非色素沈着性ΔＣｒｔＭよりも有意に良好に生存した。ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）およびΔＣｒｔＭ突然変異体の取込みは同等であったので、後者の効果は、食作用の速度差では説明がつかなかった。また、ＷＴ型および突然変異型の菌株の取込みはニトロブルーテトラゾリウム（ＮＢＴ）還元アッセイで類似の結果を生じたので、好中球オキシダティブバーストの大きさの変化に帰属しうる差でもなかった。ｐＣｒｔＭＮでＳ．アウレウス（S. aureus）ΔＣｒｔＭ突然変異体を相補することにより、マウス全血またはヒト好中球による死滅に対する耐性を回復した。同様に、ブドウ球菌カロテノイドを発現する色素沈着性Ｓ．ピオゲネス（S. pyogenes）は、親菌株と対比してヒト好中球内において増大された生存能を示した。

Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイド発現と増大された食細胞耐性との関連がその抗酸化性の直接的な帰結であることを確認するために、オキシダティブバースト阻害剤ジフェニレンヨードニウム（ＤＰＩ）の存在下でアッセイを繰り返した。オキシダティブバーストをＤＰＩにより阻害した時、ＷＴ型およびΔＣｒｔＭ型のＳ．アウレウス（S. aureus）は、ヒト好中球内およびマウス血液中で同等に生存した。ｇｐ９１^{Ｐｈｏｘ−／−}マウスは、食細胞のオキシダティブバースト機能の遺伝的欠陥であるヒトＸ連鎖慢性肉芽腫症のモデルになる。非色素沈着性ΔＣｒｔＭ型Ｓ．アウレウス（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）に対するＷＴ型の生存優位性は、正常マウス（ＣＤ１またはＣ５７Ｂｌ／６）の血液中でのみ顕在化し、ＮＡＤＰＨオキシダーゼ活性の欠如したｇｐ９１^{Ｐｈｏｘ−／−}マウスの血液中では顕在化しなかった。

反応性酸素種による病原体の明瞭な好中球媒介死滅は、主に、カリウム流出入の変化により媒介される顆粒プロテアーゼの活性化を反映している可能性があることが最近報告された。カテプシンＧの抗微生物作用に対するＷＴ型およびΔＣｒｔＭ型のＳ．アウレウス（S. aureus）の感受性には差は確認されず、両方の菌株は、Ｓ．アウレウス（S. aureus）ですでに観測されているようにヒト好中球エラスターゼに対して耐性であった。生得的免疫防御に重要な哺乳動物好中球の他のエフェクター分子は、カテリシジンファミリーの抗微生物性ペプチドである。カロテノイド欠損Ｓ．アウレウス（S. aureus）突然変異体は、ＷＴ型菌株と比較した場合、ネズミ科動物カテリシジンｍＣＲＡＭＰによる死滅に対して同様に感受性であった。これらの結果から、好中球媒介死滅に対する耐性におけるＳ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドのフリーラジカル捕捉的抗酸化性の主要な役割が裏付けられる。

ｉｎｖｉｔｒｏおよびｅｘｖｉｖｏの結果から、Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドは、酸化剤耐性および食細胞内生存能を増大させるのに必要かつ十分であることが実証される。疾患の病理発生に関するこれらの観察結果の有意性を評価するために、皮下チャレンジに対するネズミ科動物モデルを開発した。この試験では、個別動物の片側の側腹へのＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）菌株の注射および反対側の側腹へのΔＣｒｔＭ突然変異体の注射を同時に行った。ＷＴ注射の部位で、マウスは、かなり大きい皮下膿瘍を生じ、対側の側腹上へのカロテノイド欠損突然変異体の等価接種物の注射では、観察可能な膿瘍を生じなかった。皮膚病変の定量培養では、個別マウスにおいて生存するＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）の数がΔＣｒｔＭ突然変異体と比較して有意に多いことが終始一貫して実証された。ｉｎｖｉｖｏでＳ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイドにより提供される保護の機序に抗酸化効果が欠かせないことを確証するために、ｇｐ９１^{Ｐｈｏｘ−／−}マウスで皮下感染実験を繰り返した。宿主ＮＡＤＰＨオキシダーゼ機能の不在下では、ＷＴ型およびΔＣｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）は、類似の累積サイズの病変を生じ、膿瘍の定量培養で生存優位性は検出されなかった。そのうえさらに、Ｓ．ピオゲネス（S. pyogenes）感染は、膿瘍形成ではなくネクローシス潰瘍の発生に関連付けられたが、カロテノイド発現性菌株により生じた病変は、ＷＴ型菌株により生じた病変よりも有意に大きくかつ多数の生存細菌を含有していた。

ゴールデンイエロー色素により細菌に提供される保護作用を考慮して、カロテノイド生成を阻害する薬理剤を試験に付して、Ｓ．アウレウス（S. aureus）が該作用剤により免疫媒介クリアランスを受けやすくなるかどうかを調べた。混合機能オキシダーゼ阻害剤２−ジエチルアミノエチル−２，２−ジフェニル−バレレート（ＳＫＦ、５２５−Ａ、カルビオケム（Ｃａｌｂｉｏｃｈｅｍ）社製）によりＳ．アウレウス（S. aureus）における色素生成が阻害されることがすでに明らかにされ、該作用剤の存在下で増殖されたＳ．アウレウス（S. aureus）のＷＴ型菌株においてカロテノイド産生の用量依存的減少が実証された。Ｓ．アウレウス（S. aureus）の色素生成を妨害することにより、それに応じて一重項酸素媒介死滅に対する生物の感受性が用量依存的に増加し、ヒト全血中におけるその生存能力が減少した。対照として、ΔＣｒｔＭ突然変異体を並行実験でＳＫＦ５２５−Ａに暴露させたが、酸化剤感受性に関しても血中生存能に関しても有意な影響はみられなかった。

スタフィロキサンチン生合成で最初に行われる段階（ＦＰＰ→プレスクアレン二リン酸→デヒドロスクアレン、図１ａ）がコレステロールおよびエルゴステロールの生合成（図１ｂ）の最初の段階（ＦＰＰ→プレスクアレン二リン酸→スクアレン）に著しく類似して起こるので、コレステロール低下療法との関連でまたは抗寄生生物剤（シャーガス病の原因物質であるトリパノソーマ・クルーズ（Trypanosoma cruzi）におけるエルゴステロール生合成を阻害する）として開発されたスクアレンシンターゼの既知の阻害剤もまた、ＣｒｔＭ（すなわちデヒドロスクアレンシンターゼ）を阻害することにより色素生成および侵襲能力を妨害しうる。スタフィロキサンチン生合成の阻害に関して一連の既知のＳＱＳ阻害剤を試験した。阻害剤の１つ（ｒａｃＢＭＳ−１８７７４５）は、約１μＭのＩＣ_５０を有してとくに強力な効果を示した（図７）。式ＩＩＩ（およびその類似体）は、コレステロール低下剤として第ＩＩ相ヒト臨床試験の段階に入っているので、この作用剤は、Ｓ．アウレウス（S. aureus）におけるスタフィロキサンチンビルレンス因子生成を阻害する新しいリード化合物として関心が寄せられる可能性があることは明らかである。式ＩＩＩが実際にＣｒｔＭを阻害するかどうか確認するために、Ｓ．アウレウス（S. aureus）の酵素をＥ．コリ（E. coli）中で発現させ、タンパク質を単離した。組換えＣｒｔＭは、酵素活性でありかつ約１．５ｎＭのＫ_ｉに対応する６００ｎＭのＩＣ_５０を有する式ＩＩにより強力に阻害されることが判明したことから、ＣｒｔＭは、Ｓ．アウレウス（S. aureus）においてこのホスホノスルホネート薬剤の標的であることが強く支持される。

式ＩＩＩによるスタフィロキサンチン生合成の阻害は、Ｓ．アウレウス（S. aureus）感染に対して純粋にビルレンス因子に基づく療法になりうる。２ｍＭまでの式ＩＩＩと共にインキュベートした場合、培養下で４８時間にわたりＳ．アウレウス（S. aureus）の増殖特性および生存能のいずれかにも影響を及ぼさなかった。しかしながら、１００μＭの式ＩＩＩと共にインキュベートした後、得られた非色素沈着性Ｓ．アウレウス（S. aureus）では、１．５％過酸化水素による死滅に対する感受性は、ＰＢＳ対照で処理された通常は色素沈着性のＳ．アウレウス（S. aureus）の約１５倍であり、新たに単離されたヒト全血中での生存能は、約１／４であった。予想どおり、式ＩＩＩは、３つのヒト細胞系（ＭＣＦ−７、ＮＣＩ−Ｈ４６０、およびＳＦ−２６８）の増殖に影響を及ぼさなかった。なぜなら、コレステロール生合成のみが標的化され、コレステロールは、一般的には血清（または食事）の中に豊富に存在するからである。

酸化剤媒介および血液媒介（好中球媒介）クリアランスに対するＳ．アウレウス（S. aureus）の感受性を増大させる式ＩＩＩによる処理のｉｎｖｉｔｒｏ能力を仮定して、ｉｎｖｉｖｏ試験を行った。腹腔内チャレンジを行って、１グループのマウス（ｎ＝１４）は、１０．５ｍｇで１日２回処理し（−１、０、１、および２日目）、第２のグループ（ｎ＝１３）は、ＰＢＳ対照の等価量の注射で処理した。７２時間で屠殺を行って、１で処理されたマウスの腎臓中のＳ．アウレウス（S. aureus）細菌カウント数は、対照グループのものよりも有意に低く（Ｐ＜０．００１）、検出閾値未満のｃｆｕであったは１３匹中８匹であり、これに対して、対照グループでは１４匹中２匹であった。

その結果から、ヒトスクアレンシンターゼの阻害による高コレステロール血症の治療のために開発された薬剤もまた、Ｓ．アウレウス（S. aureus）デヒドロ−スクアレンシンターゼ（ＣｒｔＭ）を失活させて、該細菌の重要なビルレンス因子であるスタフィロキサンチンの産生を妨害することが示される。これは、従来の抗生物質に対してますます耐性が高くなってきているこの主要なヒト病原体に対するラショナルドラッグデザインの新規な薬理学的リード物質および基礎を提供する。直接的な殺細菌性を有していないが、その代わりに、病原体が通常の宿主の生得的免疫媒介クリアランスを受けやすくなるように機能する抗感染症剤の有用性もまた、データから示される。そのような抗感染症剤は、耐性の進化に対してより少ない選択圧を及ぼし、作用の特異性を増大させて、通常のヒト微生物叢に対する望ましくない活性を低減させることが期待される。

いくつかの実施形態および特徴について以上で説明してきたが、本開示の教示または添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、記載の実施形態および特徴に修正および変更を加えうることは、当業者であればわかるであろう。

図１Ａ〜Ｅは、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）のカロテノイド色素およびその抗酸化機能の遺伝子操作を示している。Ａ）Ｓ．アウレウス（S. aureus）のカロテノイド生成の生化学的経路および対立遺伝子交換によるｃｒｔＭ（デヒドロスクアレンシンターゼをコードする）の突然変異誘発。図１Ａ〜Ｅは、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）のカロテノイド色素およびその抗酸化機能の遺伝子操作を示している。Ｂ）ΔｃｒｔＭ突然変異体におけるＳ．アウレウス（S. aureus）の色素沈着の排除；ストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogenes）におけるＳ．アウレウス（S. aureus）の４，４’−ジアポノイロスポレン（4'4'-diaponeurosporene）色素の異種発現。ｐＣｒｔＭＮで相補してＷＴ型の耐性レベルを回復した場合と対比したときのＣ）過酸化水素またはＤ）一重項酸素による死滅に対するＳ．アウレウス（S. aureus）ΔＣｒｔＭ突然変異体の感受性の増大。Ｅ）４，４’−ジアポノイロスポレン（4'4'-diaponeurosporene）を発現するＳ．ピオゲネス（S. pyogenes）の一重項酸素感受性の減少。エラーバーは、示された変数の標準偏差を表し、図示された結果は、少なくとも３回の実験に対応する。図２Ａ〜Ｆは、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）のカロテノイド色素が好中球中および全血中における酸化剤媒介死滅に対する耐性を付与することを示している。Ａ）単離されたヒト好中球との共培養およびＢ）ネズミ科動物全血との共培養におけるＷＴ型およびΔＣｒｔＭ型のＳ．アウレウス（S. aureus）の生存能。（Ｂ）には、ベクターのみまたはｐＣｒｔＭＮで相補されたΔＣｒｔＭ型の全血中生存能も図示されている。（Ｃ）マウス全血中におけるストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogenes）の生存能に及ぼすｃｒｔＭＮのプラスミド発現の影響。Ｄ）ＷＴ型およびΔＣｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）のヒト好中球共培養時の生存能に及ぼすオキシダティブバースト阻害剤ＤＰＩの影響。Ｅ）正常患者およびＮＡＤＰＨオキシダーゼ機能の欠如したｇｐ４７^{ｐｈｏｘ−／−}患者またはＦ）野生型ＣＤ１およびＣ５７Ｂｌ／６マウスならびにｇｐ９１^{Ｐｈｏｘ−／−}マウスの血液中におけるＷＴ型およびΔＣｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）の相対生存能。少なくとも３回の実験に対応する結果。ＣＧＤヒト患者由来の血液を用いたアッセイは２回行った。図３Ａ〜Ｃは、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）のカロテノイドが皮下膿瘍モデルにおいてビルレンスに寄与することを示している。比較される２種の細菌株をマウスの対向する側腹に皮下注射した。線グラフは、指定の細菌株により発生された合計累積皮膚病変サイズを示している。散布図上のドット＝各個別マウスの皮膚病変から回復された色素沈着性菌株と非色素沈着性菌株とのｃｆｕ比。写真画像は、各処理グループの代表的なマウスを示している。Ａ）ＣＤ１マウスにおける野生型（ＷＴ）対ΔＣｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）、Ｂ）ｇｐ９１^{Ｐｈｏｘ−／−}マウスにおけるＷＴ型対ΔＣｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）、およびＣ）ブドウ球菌４，４’−ジアポノイロスポレン（4'4'-diaponeurosporene）のストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogenes）^＋／−発現。図４は、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）の色素産生を阻害すると酸化剤感受性および食細胞媒介クリアランスが増加することを示している。野生型およびΔＣｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）を指定の濃度のＳＫＦ５２５−Ａの存在下または不在下で培養した。Ａ）色素沈着表現型、Ｂ）一重項酸素感受性、およびＣ）ネズミ科動物全血中生存能に及ぼす観測された影響が示されている。図示された結果は、少なくとも３回の実験に対応する。図５Ａ〜Ｄは、Ｓ．アウレウス（S. aureus）ｃｒｔＭ遺伝子の対立遺伝子交換を行ったときの多形効果の欠如を示している。Ａ）ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）対ΔｃｒｔＭ突然変異体の定常期培養物中の生存細菌の定常期濃度の類似性および新しいＴＨＢ培地中における細菌の後続の増殖速度の類似性。Ｂ）パーコール（Ｐｅｒｃｏｌｌ）中への移動により評価される浮遊密度、Ｃ）ｎ−ヘキサデカン（N-hexadecane）中への分配により測定される疎水性、およびＤ）シトクロムＣ結合により測定される表面電荷に関する、ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）とΔｃｒｔＭ突然変異体との間の測定可能な差の欠如。図６Ａ〜Ｆは、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）のカロテノイド色素の抗食細胞性に関するさらなる分析結果を示している。Ａ）ＷＴ型およびΔｃｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）は、同等の速度でヒト好中球により貪食される。代表的な試験のデコンボルーション蛍光顕微鏡観察により、細胞内（緑色）および細胞外（赤色）の生物が示される。Ｂ）ＷＴ型およびΔｃｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）は、ニトロブルーテトラゾリウム還元により測定した場合、同程度のヒト好中球オキシダティブバーストを引き起こす。Ｃ）正常マウス血液中におけるＷＴ型およびΔＣｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）の生存能に及ぼすオキシダティブバースト阻害剤ジフェニレンヨードニウム（ＤＰＩ）の影響。図６Ａ〜Ｆは、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）のカロテノイド色素の抗食細胞性に関するさらなる分析結果を示している。Ｄ）顆粒プロテアーゼカテプシンＧおよびヒト好中球エラスターゼまたはＥ）ネズミ科動物カテリシジンｍＣＲＡＭＰによる死滅に対するＷＴ型およびΔＣｒｔＭ突然変異型のＳ．アウレウス（S. aureus）菌株の感受性。Ｆ）ＷＴ型Ｓ．アウレウス（S. aureus）とΔＣｒｔＭ突然変異型Ｓ．アウレウス（S. aureus）との間の好中球細胞内生存能の差は、自己血清によりあらかじめオプソニン化を行った実験でも、それを行わない実験（たとえば図６Ａ）と類似している。図７は、３７℃で２日間振盪した後のＳ．アウレウス（S. aureus）の色素沈着を示している。図８は、Ｓ．アウレウス（S. aureus）の全血媒介死滅に及ぼす４０ｍｃＭ（40mM）の式ＩＩＩで示される化合物の影響を示している。Ｓ．アウレウス（S. aureus）の全血媒介死滅が大きく向上し、４０μＭで約３倍に向上した（ＥＤ_５０約２０μＭ）。図９Ａ〜Ｂは、Ｓ．アウレウス（S. aureus）皮膚感染のｉｎｖｉｖｏマウスモデルにおいて式ＩＩＩで示される化合物の存在下で明らかな有害作用を伴うことなく（Ａ）２００μＭまたは（Ｂ）１０００μＭで病変サイズが大きく減少したことを示している。図９Ａ〜Ｂは、Ｓ．アウレウス（S. aureus）皮膚感染のｉｎｖｉｖｏマウスモデルにおいて式ＩＩＩで示される化合物の存在下で明らかな有害作用を伴うことなく（Ａ）２００μＭまたは（Ｂ）１０００μＭで病変サイズが大きく減少したことを示している。図１０は、マウスにおける全身的（腹腔内）チャレンジモデルを用いた追加の試験で色素が細菌に延命効果を付与したことを示している。ここで、ｃｆｕカウント数は、腎臓で測定される。図１１は、Ｓ．アウレウス（S. aureus）全身感染に及ぼす式ＩＩＩで示される化合物の投与の影響を示している。図１２Ａ〜Ｂは、未処理のマウスでは４日後に脾臓（Ａ）または腎臓（Ｂ）に検出可能な細菌を有していたのは６匹中４匹であったことを示している。式ＩＩＩで示される化合物で処理されたマウスではどちらかの臓器に検出可能な細菌を有していたのは６匹中０匹であった。図１２Ａ〜Ｂは、未処理のマウスでは４日後に脾臓（Ａ）または腎臓（Ｂ）に検出可能な細菌を有していたのは６匹中４匹であったことを示している。式ＩＩＩで示される化合物で処理されたマウスではどちらかの臓器に検出可能な細菌を有していたのは６匹中０匹であった。図１３は、式ＩＶを含むより親油性の誘導体から得られたデータを示している。

Claims

式ＩＩＩ：

で示される化合物を含む、カロテノイドを発現する微生物による微生物感染をカロテノイドの産生を阻害して該微生物を酸化的損傷に対してより感受性にすることにより予防または治療するための医薬組成物。
アミカシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネチルマイシン、トブラマイシン、ストレプトマイシン、アジスロマイシン、クラリスロマイシン、エリスロマイシン、エリスロマイシンエストレート／エチルサクシネート／グルセプテート／ラクトビオネート／ステアレート、ペニシリンＧ、ペニシリンＶ、メチシリン、ナフシリン、オキサシリン、クロキサシリン、ジクロキサシリン、アンピシリン、アモキシシリン、チカルシリン、カルベニシリン、メズロシリン、アズロシリン、ピペラシリン、セファロチン、セファゾリン、セファクロル、セファマンドール、セフォキシチン、セフロキシム、セフォニシド、セフメタゾール、セフォテタン、セフプロジル、ロラカルベフ、セフェタメト、セフォペラゾン、セフォタキシム、セフチゾキシム、セフトリアキソン、セフタジジム、セフェピム、セフィキシム、セフポドキシム、セフスロジン、イミペネム、アズトレオナム、フレロキサシン、ナリジクス酸、ノルフロキサシン、シプロフロキサシン、オフロキサシン、エノキサシン、ロメフロキサシン、シノキサシン、ドキシサイクリン、ミノサイクリン、テトラサイクリン、バンコマイシン、およびテイコプラニンよりなる群から選択される抗生物質をさらに含む、請求項１に記載の医薬組成物。
ミコナゾール、エコナゾール、クロトリマゾール、およびケトコナゾールよりなる群から選択されるフラボヘモグロビンの阻害剤をさらに含む、請求項２に記載の医薬組成物。
前記式ＩＩＩで示される化合物がｃｒｔＭ（デヒドロスクアレンシンターゼ）またはｃｒｔＮ（デヒドロスクアレンデサチュラーゼ）を阻害する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の医薬組成物。
前記カロテノイドがスタフィロキサンチンである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
製薬上許容される担体をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の医薬組成物。
ローション剤、クリーム剤、ゲル剤、軟膏剤、またはスプレー剤である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の医薬組成物。
前記微生物感染がスタフィロコッカス（Staphylococcus）感染である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の医薬組成物。
前記微生物感染がスタフィロコッカス属の種（Staphylococcus sp.）により引き起こされる、請求項８に記載の医薬組成物。
前記スタフィロコッカス属の種（Staphylococcus sp.）がスタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）である、請求項９に記載の医薬組成物。
前記微生物感染がＭＲＳＡ感染である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の医薬組成物。
in vitroにおいて、カロテノイドを発現する微生物を請求項１に記載の式ＩＩＩの化合物に接触させることを含む、微生物の増殖を阻害する方法。
前記接触が、微生物を有する疑いのある表面上におけるものである、請求項１２に記載の方法。
前記微生物が細菌である、請求項１３に記載の方法。
前記細菌がグラム陽性である、請求項１４に記載の方法。
前記細菌がスタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）またはＳ．エピデルミディス（S. epidermidis）である、請求項１５に記載の方法。
前記細菌がグラム陰性である、請求項１４に記載の方法。
前記細菌が、Ｅ．コリ（E. coli）、Ｐ．アエルギノサ（P. aeruginosa）、およびＳ．ティフィムリウム（S. typhimurium）よりなる群から選択される、請求項１７に記載の方法。
カロテノイドを発現する微生物による微生物感染をカロテノイドの産生を阻害して該微生物を酸化的損傷に対してより感受性にすることにより予防または治療するための医薬の製造における、式ＩＩＩ：

で示される化合物の使用。
カロテノイドがスタフィロキサンチンである、請求項１９に記載の使用。
微生物がスタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）、Ｓ．エピデルミディス（S. epidermidis）、Ｅ．コリ（E. coli）、Ｐ．アエルギノサ（P. aeruginosa）、およびＳ．ティフィムリウム（S. typhimurium）よりなる群から選択される、請求項２０に記載の使用。
微生物がスタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）である、請求項２１に記載の使用。