New molecular mechanisms for membrane-mediated transcellular transport across the blood brain barrier
| Project/Area Number |
21H02649
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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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 | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
大槻 純男 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (60323036)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 慎悟 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 准教授 (20466535)
増田 豪 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 助教 (70383940)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 脳関門 / 脳毛細血管 / 膜輸送 / 内在化 / DDS / 血液脳関門 |
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| Outline of Research at the Start |
血液脳関門の膜介在型経細胞輸送は、中高分子の中枢DDSの標的として注目されている。しかし、応用性の広い膜吸着介在性トランスサイトーシスや透過方向性を規定する分泌過程の機構は不明である。本研究では新規知見を基盤とし血液脳関門の膜吸着介在性トランスサイトーシス及び分泌過程に関わる分子機構を解明し、新たな分子機構を統合し膜介在型経細胞輸送制御による中枢DDSの機能の促進を試みる。以上の知見は中枢DDSの開発と機能向上だけでなく、中枢維持機構としての血液脳関門輸送の新規生理機能の理解に重要である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
Podocalyxin (PODXL)をノックダウンしたhCMEC/D3細胞におけるプロテオーム解析のデータを詳細に解析した結果、細胞内在化や細胞内輸送に関わるタンパク質の変動が示唆される解析結果を得た。さらに、薬物動態に重要なABCトランスポーターの発現がPODXL-KD D3細胞では発現が誘導されている興味深い結果を得た。ABCB1/MDR1に関してはPODXL-KD D3細胞では排出活性についても誘導されていることを明らかにした。一方で、光標識TATの細胞取込みを検討した結果、ノックダウン細胞においてはTATの取込みの低下は認められなかった。標的探索のため、前年度の単離ヒト脳毛細血管および培養ヒト脳毛細血管内皮細胞株に加え、今年度は単離マウス脳毛細血管および培養マウス脳毛細血管内皮細胞の高深度プロテオーム解析を実施した。全てについて7000分子を超えるタンパク質の定量値データを得ることができた。培養細胞についてはRNAseqにより遺伝子発現データも得た。さらに、前年度構築した高効率な能毛細血管単離法を活用し、生後7日の新生児マウス1匹の脳からの脳毛細血管単離に成功した。単離した新生児マウス脳毛細血管についてもプロテオームデータを取得した。得られたプロテオームデータを比較解析を行った。ヒトとマウス間の比較ではそれぞれに特異的に発現する膜輸送分子を複数同定した。同定した分子の一部は脳への薬物分布に関わると考えられる分子も存在した。また、新生児と成体マウス間の比較では、複数のトランスポーターや受容体等の膜輸送分子が成長依存的に発現量が変動することを明らかにした。これらのデータは今後の薬物脳分布や脳への送達標的を解析する上で重要なデータとなることが期待できる。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(37 results)
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[Presentation] Changes in creatine levels in mouse models of creatine transporter deficiency syndrome2022
Author(s)
Ayaka Miyano, Shingo Ito, Yumi Iwata, Shin Nishiumi, Tomohide Gotoh, Michihiko Sugimoto, Kimi Araki, Satohiro Nakao, Naomi Nakagata, Toru Takeo, Takeshi Masuda, Sumio Ohtsuki
Organizer
The 3rd international virtual forum on modern pharmacology and toxicology
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