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Drug-bile acid interaction study aiming to reduce the unexpected adverse effects of drugs through the evaluation of OATP4C1

Research Project

Project/Area Number 20K16037
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

SATO TOSHIHIRO  東北大学, 大学病院, 助教 (50770723)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
KeywordsOATP4C1 / 薬物トランスポーター / 副作用回避 / 胆汁酸 / 薬物相互作用 / 肝障害 / 腎排泄型薬物 / 薬物-胆汁酸相互作用
Outline of Research at the Start

臨床現場では、肝代謝・胆汁中排泄型薬物は肝機能を、腎排泄型薬物は腎機能を指標に投与設計が行われる。しかしながら、肝障害時に腎排泄型薬物の血中濃度が上昇することが知られており、腎臓の近位尿細管に発現する薬物トランスポーターの解析が行われてきたが、これまでに肝障害モデル動物等で解析された腎臓の薬物トランスポーターは一部にとどまる。そこで本研究では、腎臓に発現する薬物トランスポーターOATP4C1における、肝障害時の未知の薬物相互作用を評価することとした。本研究で得られる成果は、予期せぬ副作用で苦しむ患者を救うための、腎排泄型薬物の投与設計最適化研究に貢献すると考えられる。

Outline of Final Research Achievements

Patients with liver diseases experience not only the adverse effects of liver metabolized drugs, but unexpected adverse effects of renal excretion drugs. We predicted that the inhibition of OATP4C1-mediated transport by bile acids is a potential mechanism of altered pharmacokinetics of renal excretion drugs in patients with liver disease. To assess the effect of bile acids on OATP4C1, we screened 45 bile acids and calculated IC50 and Ki values of bile acids whose inhibitory effect on OATP4C1 was more than 50%. Next, we evaluated the bile acids-drug interaction (BDI) indices to clarify whether the inhibition occur in clinical situation. Our findings suggested that the dose adjustment of renal excreted drugs may be required not only in the patients with renal failure but also in the patients with hepatic failure. We believe that our findings provide essential information both for drug development and for the safety drug treatment in clinics.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

臨床現場では、患者の状態を十分に勘案し投与設計しても、薬物血中濃度上昇による副作用を経験する患者がいる。例えば、肝障害時の腎排泄型薬物の血中濃度は、腎臓に発現する薬物トランスポーターの機能変動に基づく可能性が示唆されているが、解析が進んでいない。本研究では、肝疾患時に血中に蓄積する胆汁酸と腎臓の薬物トランスポーターOATP4C1の相互作用を詳細に解析した。本成果は、肝疾患を有する患者における安全な薬物療法実施に貢献するものである。今後も薬物の投与設計最適化研究に貢献することで、予期せぬ副作用で苦しむ患者を減らし、入院期間の短縮等による社会的かつ医療経済的に有益な効果をもたらすことが期待される。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Identification cholesterol metabolites altered before the onset of nonalcoholic steatohepatitis by targeted metabolomics2022

    • Author(s)
      Shoji Saori、Maekawa Masamitsu、Ogura Jiro、Sato Toshihiro、Mano Nariyasu
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids

      Volume: 1867 Issue: 5 Pages: 159135-159135

    • DOI

      10.1016/j.bbalip.2022.159135

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of OATP4C1 in Renal Handling of Remdesivir and its Nucleoside Analog GS-441524: The First Approved Drug for Patients with COVID-192021

    • Author(s)
      Sato Toshihiro、Maekawa Masamitsu、Mano Nariyasu、Abe Takaaki、Yamaguchi Hiroaki
    • Journal Title

      Journal of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences

      Volume: 24 Pages: 227-236

    • DOI

      10.18433/jpps31813

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of OATP4C1 in Renal Handling of Remdesivir and its Nucleoside Analog GS-441524: The First Approved Drug for Patients with COVID-192021

    • Author(s)
      Toshihiro Sato, Masamitsu Maekawa, Nariyasu Mano, Takaaki Abe, Hiroaki Yamaguchi
    • Journal Title

      Journal of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences

      Volume: 24

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 薬物相互作用に着目した東北大学病院の疑義照会・副作用報告・プレアボイド事例集解析2022

    • Author(s)
      坂本 光太郎、佐藤 紀宏、臼井 拓也、佐藤 裕、前川 麻央、佐藤 祐司、前川 正充、眞野 成康
    • Organizer
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      佐藤 紀宏、前川正充、阿部 高明、山口 浩明、眞野 成康
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    • Author(s)
      佐藤紀宏
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      髙﨑 新也、佐藤 稔之、鈴木 博也、青柳 哲史、森下 啓、千葉 僚、佐藤 裕、佐藤 紀宏、菊地 正史、大島 謙吾、徳田 浩一、前川 正充、眞野 成康
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      臼井 拓也、佐藤 紀宏、佐藤 裕、前川 麻央、佐藤 祐司、前川 正充、眞野 成康
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      第31回日本医療薬学会年会
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      佐藤 稔之、髙﨑 新也、森下 啓、千葉 僚、小林 大典、鈴木 博也、佐藤 裕、佐藤 紀宏、菊地 正史、早川 禎宏、杉浦 久敏、青柳 哲史、前川 正充、眞野 成康
    • Organizer
      第31回日本医療薬学会年会
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      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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