Effect of ENS dysfunction on drug absorption from small intestine
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20K07176
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
檜垣 和孝 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (60284080)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸山 正人 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (00399445)
大河原 賢一 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (30291470)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | セロトニン代謝異常 / P-glycoprotein / Quinidine / α1-acid glycoprotein / 血漿蛋白結合 / 分布容積 / 腸神経細胞 / 共培養系 / Cephalexin / gastrointestinal transit / 滞留性 / PEPT2 / 刷子縁膜 / Western blot / 尿細管再吸収 / PEPT1 / タンパク発現 / アルカリフォスファターゼ / 受動拡散 / セロトニン / 消化管吸収 / 腸神経系 / 消化管内移行性 |
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| Outline of Research at the Start |
Enteric Nervous System (ENS) による小腸機能制御には不明な点が多く、ENS機能異常の関連が示唆されている消化器疾患発症時の薬物吸収についても一定の評価は得られていない。本研究では、ENSの機能異常時における薬物吸収について、異なる機構により吸収される様々な薬物について系統的に検討し、その全貌を明らかにすることを目指す。具体的には、過敏性腸症候群、炎症性腸疾患、クローン病等で関与が指摘されている5-HT代謝異常時を中心に、受動拡散 (経細胞経路、細胞間隙経路)、PEPT1、P-gp、MRP2、BCRP等を介する吸収、分泌、更には経口投与後の吸収挙動に大きな影響を及ぼす胃排出を含めた消化管内移行性について明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは、これまでにセロトニン(5-HT)に着目し、5-HT過剰状態を生み出す5-HT代謝異常ラットを用いて種々の検討を行ってきた。本年度は、引き続き5-HT代謝異常ラットを用い、5-HT過剰状態のP-glycoprotein(P-gp)活性に及ぼす影響の検討を試みた。P-gpの基質quinidine(QND)の経口投与後の血漿中濃度AUCは正常ラットの1.31倍となり吸収増大の可能性が考えられたが、静脈内投与後のAUCも正常ラットの1.37倍、CLtotalは0.73倍であることが明らかとなった。この結果を利用しQNDのBAを算出したところ、正常ラットで26.9%、5-HT代謝異常ラットで25.7%となり、QNDの経口吸収性には差異が無いことが明らかとなった。単離空腸粘膜を用いて、QNDの分泌方向の輸送を評価したところ、正常ラットとの間に有意な差は見られなかった。5-HT過剰ラットでは、小腸上皮細胞間のtight junctionが開口するので、paracellular routeを介した透過の増大の可能性が考えられるところだが、QNDは適度な脂溶性を有しており、主としてtranscellular routeを介して膜透過することから、tight junction開口の影響をほとんど受けないと考えられるため、QNDのP-gpを介した膜透過には変化が無いものと考えられた。一方、QNDの血漿中非蛋白結合率を評価したところ、5-HT代謝異常ラットでは、正常ラットの1.6～1.8倍であることが明らかとなった。そこで、塩基性薬物の血漿中蛋白結合を担うα1-acid glycoproteinをWestern blot法により定量的に評価したところ、5-HT代謝異常ラットの血漿中には、正常ラットの1.6倍のα1-acid glycoproteinが存在していることが明らかとなり、このことが有意な分布容積、CLtotalの低下に結び付いたものと考えられた。また、マウス腸管より単離した神経堤幹細胞様細胞を分化させて得た神経細胞とCaco-2細胞との共培養系を確立し、神経細胞の共存がCaco-2細胞単層膜のtight junctionを優位に開口させることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度も、計画に従い、5-HTとclorgylineを前投与することで作製した5-HT代謝異常ラットを用いて、塩基性薬物を消化管管腔中に分泌することで、吸収を抑制的に制御することの知られているP-gpに及ぼす5-HT過剰の影響の評価を試みた。P-gp機能については変動はないものと思われたが、血漿中のα1-acid glycoproteinの発現増大が明らかとなるなどの新知見を得ることができ、おおむね順調に進展していると考えている。また、新たな試みとして、腸神経細胞とCaco-2細胞の共培養系の確立にも成功しており、本課題遂行の一助となるものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、セロトニン過剰の及ぼす薬物吸収への影響を検討する予定である。特に、来年度は、セロトニン過剰状態を可能とするvitro系の確立を目指し、種々、検討する予定である。また、神経細胞-Caco-2細胞共培養系についても詳細な検討を加え、神経細胞と腸上皮細胞との関連性についての情報収集を試みる予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
