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Study of cationic drug efflux across the blood-retinal barrier

Research Project

Project/Area Number 17K08409
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Medical pharmacy
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

Kubo Yoshiyuki  富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 准教授 (20377427)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 赤沼 伸乙  富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (30467089)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords血液網膜関門 / エフラックス / トランスポーター / カチオン性薬物 / ポリアミン / 物質輸送 / 排出 / カチオン
Outline of Final Research Achievements

The present study was performed to clarify the efflux transport system of cationic drugs at the blood-retinal barrier (BRB). The in vivo analysis, with microdialysis and retinal uptake index, suggested efflux transport systems for 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP+) and putrescine at the BRB since these cationic compounds showed the faster elimination from the retina than that of D-mannitol, a bulk flow marker. In the in vitro analysis with the in vitro model cell line of inner and outer BRB, the study of temperature-dependence, ionic condition, concentration-dependence and inhibition suggested the involvement of carrier-mediated transport in the efflux transport of cations, such as MPP+ and putrescine, at the inner and outer BRB, although their responsible molecules still remains unknown. These results will provide helpful information for the establishment of safe and efficient drug delivery to the retina.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

血液網膜関門では神経保護作用を有する薬物を基質とする血液網膜関門カチオン性薬物インフラックス機構が発見され、網膜疾患治療薬の効率的送達などへの応用が期待されている。これに加え、血液網膜関門カチオン性薬物エフラックス機構が網膜疾患治療薬の体内動態に重要な影響を及ぼすことが予想され、P-gpなどとは明確に異なるエフラックス輸送機構の探索と機能解明は、血液網膜関門を介した網膜への効率的な薬物送達に直結するとともに、網膜疾患治療の向上に寄与すると期待される。特に、重篤な網膜疾患においては失明を伴うことが知られており、患者のQOL 低下も深刻である。本研究はこの問題解決の一助となるものと期待される。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (2 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Riboflavin transport mediated by riboflavin transporters (RFVTs/SLC52A) at the rat outer blood-retinal barrier2019

    • Author(s)
      Kubo Yoshiyuki、Miki Satoshi、Akanuma Shin-ichi、Hosoya Ken-ichi
    • Journal Title

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      Volume: 34 Issue: 6 Pages: 380

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2019.08.002

    • NAID

      50014558528

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  • [Journal Article] 蛍光標識体を用いた血液網膜関門輸送機構の解明2019

    • Author(s)
      久保 義行
    • Journal Title

      Farumashia

      Volume: 55 Issue: 12 Pages: 1145-1149

    • DOI

      10.14894/faruawpsj.55.12_1145

    • NAID

      130007754409

    • ISSN
      0014-8601, 2189-7026
    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Foreword2018

    • Author(s)
      Kubo Yoshiyuki, Nanatani Kei
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 41 Issue: 10 Pages: 1495-1495

    • DOI

      10.1248/bpb.b18-ctf4110

    • NAID

      130007493495

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2018-10-01
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  • [Journal Article] Investigation of Receptor-Mediated Cyanocobalamin (Vitamin B <sub>12</sub> ) Transport across the Inner Blood-Retinal Barrier Using Fluorescence-Labeled Cyanocobalamin2018

    • Author(s)
      Kinoshita Yuri, Nogami Kagayaki, Jomura Ryuta, Akanuma Shin-ich, Abe Hajime, Inouye Masahiko, Kubo Yoshiyuki, Hosoya Ken-ichi.
    • Journal Title

      Molecular Pharmaceutics

      Volume: 15 Issue: 8 Pages: 3583

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.8b00617

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  • [Journal Article] Recent advances in drug and nutrient transport across the blood-retinal barrier.2018

    • Author(s)
      Kubo Yoshiyuki, Akanuma Shin-ichi, Hosoya Ken-ichi
    • Journal Title

      Expert Opinion on Drug Metabolism and Toxicology

      Volume: 14 Pages: 513-531

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  • [Journal Article] Blood-to-Retina Transport of Fluorescence-Labeled Verapamil at the Blood-Retinal Barrier2018

    • Author(s)
      Kubo Yoshiyuki、Nakazawa Ayumi、Akanuma Shin-ichi、Hosoya Ken-ichi
    • Journal Title

      Pharmaceutical Research

      Volume: 35 Issue: 5 Pages: 93-93

    • DOI

      10.1007/s11095-018-2384-7

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  • [Journal Article] Influx Transport of Cationic Drug at the Blood–Retinal Barrier: Impact on the Retinal Delivery of Neuroprotectants2017

    • Author(s)
      Kubo Yoshiyuki、Akanuma Shin-ichi、Hosoya Ken-ichi
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 40 Issue: 8 Pages: 1139-1145

    • DOI

      10.1248/bpb.b17-00090

    • NAID

      130005876324

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Retina-to-Blood Transport of 1-Methyl-4-Phenylpyridinium Involves Carrier-Mediated Process at the Blood-Retinal Barrier2017

    • Author(s)
      Kubo Yoshiyuki、Yamamoto Masakazu、Matsunaga Kensuke、Usui Takuya、Akanuma Shin-ichi、Hosoya Ken-ichi
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      Volume: 106 Issue: 9 Pages: 2583

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2017.04.028

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      山田未希, 久保義行, 赤沼伸乙, 細谷健一
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      森 唯衣香, 山﨑雄平, 赤沼伸乙, 久保義行, 細谷健一.
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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  • [Presentation] 蛍光標識化合物を用いた血液網膜関門輸送機構の解明2019

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      久保義行, 赤沼伸乙, 細谷健一.
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      第41回生体膜と薬物相互作用シンポジウム
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  • [Presentation] ラット網膜色素上皮細胞におけるカチオン性薬物リソソーム隔離の特徴2019

    • Author(s)
      赤沼伸乙, 牧野令奈, 永野正敏, 久保義行, 細谷健一
    • Organizer
      日本薬物動態学会第34回年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 外側血液網膜関門を介したputrescine輸送特性の解明2019

    • Author(s)
      久保義行, 李 開理, 赤沼伸乙, 細谷健一
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      日本薬物動態学会第34回年会
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  • [Presentation] 血液網膜関門カチオン性薬物輸送におけるlysosomal trappingの影響 : リソソーム濃縮画分を用いたアプローチ2019

    • Author(s)
      山田未希, 久保義行, 赤沼伸乙, 細谷健一
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      日本薬学会北陸支部会第131回例会(金沢)
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  • [Presentation] モノカルボン酸トランスポーター・MCT14 の輸送機能および網膜における発現局在解析2019

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      福永飛自幾, 定村龍太, 赤沼伸乙, 久保義行, 細谷健一
    • Organizer
      日本薬学会北陸支部会第131回例会
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  • [Presentation] 外側血液網膜関門におけるputrescine輸送特性の解明2019

    • Author(s)
      久保義行, 李 開理, 赤沼伸乙, 細谷健一
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      第14回トランスポーター研究会年会
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  • [Presentation] 網膜色素上皮細胞における putrescine 輸送特性の解明2019

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      李 開理, 久保義行, 赤沼伸乙, 細谷健一
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      日本薬学会第139年会
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  • [Presentation] 生体内薬物輸送機構の解明と創薬への応用2018

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      久保義行
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  • [Presentation] Study of receptor-mediated cyanocobalamin (vitamin B12) transport at the blood-retinal barrier with Cy5-labeled cyanocobalamin2018

    • Author(s)
      Kinoshita Yuri, Nogami Kagayaki, Jomura Ryuta, Akanuma Shin-ich, Abe Hajime, Inouye Masahiko, Kubo Yoshiyuki, Hosoya Ken-ichi.
    • Organizer
      日本薬物動態学会第33回年会/第22回MDOシンポジウム国際合同学会
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  • [Presentation] 内側血液網膜関門におけるcyanocobalamin (vitamin B12)輸送機構の解明2018

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      久保義行、木下由梨, 野上暁生, 阿部 肇, 井上将彦, 赤沼伸乙, 細谷健一
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      第13回トランスポーター研究会年会
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      日本薬学会北陸支部第130回例会
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      粉川 紗希,久保義行,赤沼伸乙,細谷健一
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  • [Presentation] 内側血液網膜関門を介したcyanocobalamin取り込み輸送機構2017

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      久保義行,木下由梨,野上暁生,阿部 肇,井上将彦,赤沼伸乙,細谷健一
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    • Author(s)
      Kubo Yoshiyuki, Akanuma Shin-ichi, Hosoya Ken-ichi
    • Total Pages
      17
    • Publisher
      Humana Press
    • ISBN
      9781493989461
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    • Author(s)
      Akanuma Shin-ichi, Kubo Yoshiyuki, Hosoya Ken-ichi
    • Total Pages
      18
    • Publisher
      Humana Press
    • ISBN
      9781493989461
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      http://www.pha.u-toyama.ac.jp/phaphzai/index-j.html

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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