Basic Studies on the appropriate usage of clinical narcotics : the individual differences in the formation of morphine active metabolite which is not dependent on the genetic polymorphism

• Project/Area Number: 19590147
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Medical pharmacy
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: ISHII Yuji Kyushu University, 大学院・薬学研究院, 准教授 (90253468)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2008: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2007: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 薬物代謝学 / モルヒネ / グルクロン酸抱合 / UGT / P450 / タンパク質間相互作用 / 活性化 / UDP-グルクロン酸転移酵素 / 個体差 / CYP / 活性代謝物 / アデニンヌクレオチド

Research Abstract

ヒトにおいてモルヒネ活性代謝物の生成に関与するUDP-グルクロン酸転移酵素(UGT)は主にUGT2B7 と考えられている。研究代表者らは、シトクロムP450(CYP)3A4 とUGT2B7 のタンパク質間相互作用により、UGT2B7 によるモルヒネのグルクロン酸抱合の位置選択性が変化することを報告している。本研究では、(1) : 抗CYP3A2 抗体により、CYP3A2 と共免疫沈降したUGT が、触媒活性を示すことを明らかにした(DMPK 誌)。これにより、CYP によるUGT 活性の調節が動物種を超えて見い出される現象であることを示唆した。このことは、本研究の主題である、CYP 含量の個体差がUGT の遺伝的多型に依存しないモルヒネ抱合活性の個体差の要因であるとする作業仮説を支持するものである。内因性低分子化合物による調節も、UGT の遺伝的多型に依存しない個体差の要因になる可能性がある。(2) : CYP3A4 上の相互作用に関与する領域として、J-helix 領域あるいは、その周辺領域が関与することを見出し報告した(Mol. Pharmacol. 誌)。さらに、UGT 側の相互作用部位についても、基礎的な検討を行った。(3) 一方、転移性肝臓癌摘出時にセーフティマージンとして得られた正常肝組織を用いて、CYP 含量の個体差がUGT の遺伝的多型に依存しないモルヒネ抱合活性の個体差の要因であるとする作業仮説の検証を試みた。しかし現時点では、十分な例数がなく、更に例数を集める必要がある。更に、環境因子による個体差、個体内変動についても基礎的検討を行った。(4) : アデニンヌクレオチド類がUGT 活性の抑制的調節因子であることを見出した(BBA 誌)。アデニンヌクレオチドは、モルヒネ活性代謝物生成に関与するUGT2B7 の活性も阻害することが分かった。(5) 研究代表者らは、これまでに、脂肪酸アシルCoA が、UGT の内因性活性化因子であることを報告している。本研究では、アシルCoA レベルの変動が、モルヒネのグルクロン酸抱合活性にも影響することを、ラットを用いた基礎的検討から示唆した。ところが、ヒト肝ミクロゾームを用いた場合は、アシルCoA による活性化作用が観察される個体がある一方、多くの個体で活性化が認められない結果となった。この不一致の原因を精査したところ、アシルCoA によるミクロゾームのUGT 活性化には可塑性があることが明らかになり、ヒト肝組織凍結融解後のミクロゾーム調製により、活性化作用が消失することが原因であると示唆された。これらのことから、アシルCoAは、動物種、UGT 分子種を超えたUGT の調節因子であり、UGT の遺伝的多型に依存せずに、モルヒネ活性代謝物の生成の個体差、個人内変動に関与する可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Interaction of Cytochrome P450 3A4 and UDPGlucuronosyltransferase 2B7 : Evidence for Protein-Protein Association and Possible Involvement of CYP3A4 J-Helix in the Interaction (2009)
  • Author(s): Takeda S, Ishii Y, Iwanaga M, Nurrochmad A, Ito Y, Mackenzie PI, Nagata K, Yamazoe Y, Oguri K, Yamada H
  • Journal Title: Mol Pharmacol.(corresponding author) 75(4) Pages: 956-964
• [Journal Article] Interaction of cytochrome P450 3A4 and UDP-glucuronosyltransferase 2B7 : evidence for protein-protein association and possible involvement of CYP3A4 J-helix in the interaction. (2009)
  • Author(s): S. Takeda, Y, Ishii, 他
  • Journal Title: Molecular Pharmacology 75 Pages: 956-964
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Proteinprotein interactions between rat hepatic cytochromes P450 (P450s) and UDPglucuronosyltransferases (UGTs) : Evidence for the functionally active UGT in P450-UGT complex (2007)
  • Author(s): Ishii Y, Iwanaga M., Nishimura Y, Takeda S, Ikushiro, S., Nagata K, Yamazoe Y, Mackenzie PI, and Yamada, H.
  • Journal Title: Drug Metab. Pharmacokinet. 22(5) Pages: 367-376
  • NAID: 10019806746
• [Journal Article] Inhibitory effects of adenine nucleotides and related substances on UDPglucuronosyltransferase : structure-effect relationships and evidence for an allosteric mechanism (2007)
  • Author(s): Nishimura Y, Maeda S, Ikushiro, S., Mackenzie PI, Ishii Y, and Yamada, H.
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta(corresponding author) 1770(11) Pages: 1557-1566
• [Journal Article] Inhibitory effects of adenine nucleotides and related substances on UDP-glucuronosyltransferase:structure-effect relationships and evidence for an allosteric mechanism (2007)
  • Author(s): Nishimura, et. al.(Corresponding author:Ishii Y)
  • Journal Title: Biochim Biophys.Acta 1770 Pages: 1557-1566
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protein-protein interactions between rat hepatic cytochromes P450(P450s) and UDP-glucuronosyltransferases (UGTs):evidence for the functionally active UGT in P450-UGT complex (2007)
  • Author(s): Ishii, et. al.
  • Journal Title: Drug Metab.Pharmacokinet 22 Pages: 367-376
  • NAID: 10019806746
  • Peer Reviewed
• [Presentation] モルヒネUDP-グルクロン酸転移酵素の脂肪酸アシルCoA による活性化 : 活性化作用に肝臓の凍結融解が及ぼす影響 (2009)
  • Author(s): Arief Nurrochamd, 石井祐次, 中能ひとみ, 武冨紹信, 前原喜彦, 山田英之
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] UDP-グルクロン酸転移酵素1A1, 1A6 および1A9 機能にシトクロムP450 3A4 同時発現が及ぼす影響(28P-am068) (2009)
  • Author(s): 石井祐次, 岩本有樹, 追崎俊也, AriefNurrochamd, 西村嘉雄, 生城真一, 田浦太志, 森元聡, 永田清, 山添康, PeterI. Mackenzie, 山田英之
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Cytochrome P450 3A4 enhances UDP-glucuronosyltransferase 1A-catalyzed glucuronidation of 3-hydroxybenzo[a]pyrene : One possible determinant of individual susceptibility to cancer risk from exposure to benzo[a]pyrene. (2008)
  • Author(s): Y, Ishii, 他
  • Organizer: 12^<th> UDP-Glucuronosyltransferase and glucur onidation workshop
  • Place of Presentation: Quebec, Canada
  • Year and Date: 2008-07-26
• [Presentation] UDP-グルクロン酸転移酵素の活性調節因子としてのアデニンヌクレオチド : 小胞体内腔濃度とその変動 (2008)
  • Author(s): 石井祐次, 西村嘉雄, 前田真吾, 上里祥代, 山田英之
  • Organizer: 日本薬学会第128年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] シトクロムP450 3A4 とUDP-グルクロン酸転移酵素1A サブファミリーとの機能的相互作用 (2008)
  • Author(s): 追崎俊也, 石井祐次, 竹田修三, 西村嘉雄, 田浦太志, 森元聡, 生城真一, Peter I.Mackenzie, 永田清, 山添康, 山田英之
  • Organizer: 日本薬学会第128年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Fatty Acyl-CoAs Activate Morphine UDPGlucuronosyltransferases (2008)
  • Author(s): Arief Nurrochmad, Yuji Ishii, Hitomi Nakanoh, Akinobu Taketomi, Yoshihiko Maehara and Hideyuki Yamada
  • Organizer: 17^<th> International Symposium on Microsomesand Drug Oxidations
  • Place of Presentation: Saratoga, NY
• [Presentation] Cytochrome P450 3A4 enhances UDPglucuronosyltransferase 1A-catalyzed glucuronidation of 3-hydroxybenzo[a]pyrene : One possible determinant of individual susceptibility to cancer risk from exposure to benzo[a]pyrene (2008)
  • Author(s): Yuji Ishii, Toshiya Oizaki, Shuso Takeda, Yoshio Nishimura, Shin'ichi Ikushiro, Futoshi Taura, Satoshi Morimoto, Akinobu Taketomi, Yoshihiko Maehara, Kiyoshi Nagata, Yasushi Yamazoe, Peter I. Mackenzie, Hideyuki Yamada
  • Organizer: 12^<th>UDPGlucuronosyltransferase and glucuronidation workshop
  • Place of Presentation: Quebec,Canada
• [Presentation] 内因性低分子化合物によるUDP-グルクロン酸転移酵素活性の調節 (2008)
  • Author(s): 石井祐次
  • Organizer: 平成20年P450勉強会-UGT研究会(合同開催)
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] Decrease in the microsomal concentration of inhibitory adenine nucleotides is one possible mechanism of the 'Latency' of UDPglucuronosyltransferase (2008)
  • Author(s): Yuji Ishii, Yoshio Nishimura, Hideyuki Yamada
  • Organizer: 23^<rd> Annual meeting of Japanese Society for the Study of Xenobiotics(Vol. 23)
• [Presentation] Activation of morphine UDP-glucuronosyltransferases by fatty acyl-CoAs in human and rat (2008)
  • Author(s): Arief Nurrochmad, Yuji Ishii, Hitomi Nakanoh, Akinobu Taketomi, Yoshihiko Maehara, Hideyuki Yamada
  • Organizer: 23^<rd> Annual meeting of Japanese Society for the Study of Xenobiotics(Vol. 23)
• [Presentation] シトクロムP450 3A4 とUDP-グルクロン酸転移酵素の機能的相互作用 : UGT 分子種特異性 (2008)
  • Author(s): 岩本有樹, 追崎俊也, Arief Nurrochamd, 竹田修三, 西村嘉雄, 生城真一, 田浦太志, 森元聡, 永田清, 山添康, Peter I.Mackenzie, 石井祐次, 山田英之
  • Organizer: 第25日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 延岡
• [Presentation] Interaction of Cytochrome P450 3A4 and UDP-Glucuronosyltransferase 2B7:Posible Involvement of a Region Located in the J-Helix of CYP3A4 in the Interaction (2007)
  • Author(s): Ishii, et. al.
  • Organizer: International ISSX
  • Place of Presentation: Sendai, Japan
  • Year and Date: 2007-10-12
• [Presentation] シトクロムP450 3A4(CYP3A4)とUDP-グルクロン酸転移酵素2B7 の相互作用に関与するCYP3A4 の領域とその役割(J.Toxicol. Sci. S92) (2007)
  • Author(s): 石井祐次、竹田修三、アリフヌロクマド、Peter I Mackenzie、永田清、山添康、小栗一太、山田英之
  • Organizer: 第34回日本トキシコロジー学会学術年会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] CytochromeP450とUDPGlucuronosyltransferase2B7の機能的相互作用について (2007)
  • Author(s): 石井祐次
  • Organizer: P450勉強会-UGT 研究会
  • Place of Presentation: 富山(合同開催)
• [Presentation] Activation of Morphine UDPGlucuronosyltransferase by Fatty Acyl-CoAs. Abstracts of papers (Drug Metab. Rev. 39, 261-262(2007)) (2007)
  • Author(s): Arief Nurrochmad, Yuji Ishii, and Hideyuki Yamada
  • Organizer: 8^<th> International ISSX meeting
  • Place of Presentation: Sendai, Japan
• [Presentation] Interaction of Cytochrome P450 3A4 and UDPGlucuronosyltransferase 2B7 : Possible Involvement of a Region Located in the JHelix of CYP3A4 in the Interaction. Abstracts of papers(Drug Metab. Rev. 39, 301-302(2007)) (2007)
  • Author(s): Yuji Ishii, Shuso Takeda, Arief Nurrochmad, Yuki Iwamoto, Yuji Ito, Peter I. Mackenzie, Kiyoshi Nagata, Yasushi Yamazoe, Kazuta Oguri, and Hideyuki Yamada
  • Organizer: 8^<th> International ISSX meeting
  • Place of Presentation: Sendai, Japan
• [Presentation] 肝小胞体内腔のアデニンヌクレオチドによるUDP-グルクロン酸転移酵素活性の調節の可能性(J.Health Sci. 53, s-113 (2007)) (2007)
  • Author(s): 西村嘉雄, 前田真吾, 上里祥代, 生城真一, Peter I. Mackenzie, 石井祐次, 山田英之
  • Organizer: フォーラム2007 : 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] シトクロムP450 3A4 (CYP3A4)とUGT1Aサブファミリーの相互作用について(J. Health Sci.53, s-224 (2007)) (2007)
  • Author(s): 追崎俊也, 竹田修三, 西村嘉雄, 田浦太志, 森元聡, 生城真一, Peter I. Mackenzie,, 永田清, 山添康, 石井祐次, 山田英之
  • Organizer: フォーラム2007 : 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] グルクロン酸抱合反応の内因性調節因子に関する研究 : 肝小胞体内腔のアデニンヌクレオチドによる抑制とその機構 (2007)
  • Author(s): 西村嘉雄, 前田真吾, 上里祥代, 生城真一, Peter I. Mackenzie, 石井祐次, 山田英之
  • Organizer: 第24日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] シトクロムP450 3A4 とUGT1A サブファミリーとのタンパク質間相互作用 (2007)
  • Author(s): 追崎俊也, 竹田修三, 西村嘉雄, 田浦太志, 森元聡, 生城真一, Peter I. Mackenzie, 永田清, 山添康, 石井祐次, 山田英之
  • Organizer: 第24日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Remarks]
  • URL: http://www.kyushu-u.ac.jp