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Prediction model for transplacental drug exposure to the human fetus based on species differences in placental transporters and plasma unbound concentrations

Research Project

Project/Area Number 21H02651
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

Tomi Masatoshi  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (30334717)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 千葉 康司  横浜薬科大学, 薬学部, 教授 (30458864)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords胎盤 / トランスポーター / 生理学的薬物動態モデル
Outline of Research at the Start

胎児血中薬物濃度は妊婦への薬物治療において重要な指標であるが、ヒトで実測可能な薬物は限られる。本研究では、ヒト胎盤灌流およびラットでの薬物の胎児移行性評価から、ヒト胎児移行性を定量的に予測することを目指している。具体的には、定常状態での遊離形薬物濃度比を基準とし、実験手法の差や輸送体の種差を克服可能な胎盤透過の薬物動態モデルを構築することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

Although the prediction accuracy of the steady-state fetal/maternal plasma concentration ratio (F/M ratio) of some low-membrane-permeability drugs by human placental perfusion has been low, the present study demonstrated that the steady-state F/M ratio of can be estimated by combining the originally developed pharmacokinetic model. Moreover, we clarified that one of the reasons for the lower F/M ratio in rats compared to humans is the species difference in protein binding. This can be overcome by employing the unbound F/M ratio in rats. Furthermore, we observed that the specific expression of MATE1 in rat placenta and the rodent-specific localization of placental MDR1 contribute to the species differences in the fetal transfer of substrate drugs.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で構築した胎盤透過薬物動態モデルを活用することで、信頼性の高いヒトF/M比を、より効率的に収集することが可能となった。また、実験動物で得られた薬物の発生毒性や胎児移行性からヒトでの影響を定量的に検討する上で、非結合形薬物濃度を基準とし、種差のある胎盤トランスポーターに対する基質認識性への配慮が重要であることを明らかとした。これら成果は、薬物の胎児移行性情報をより信頼度の高い形で得ることを可能とするものであり、妊婦における安全かつ有効な薬物治療を拡大していく上で意義は大きい。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Conversion of Olmesartan to Olmesartan Medoxomil, A Prodrug that Improves Intestinal Absorption, Confers Substrate Recognition by OATP2B12024

    • Author(s)
      Fukazawa Naomi、Nishimura Tomohiro、Orii Keisuke、Noguchi Saki、Tomi Masatoshi
    • Journal Title

      Pharmaceutical Research

      Volume: - Issue: 5 Pages: 849-861

    • DOI

      10.1007/s11095-024-03687-1

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  • [Journal Article] Breast Cancer Resistance Protein Limits Fetal Transfer of Tadalafil in Mice2024

    • Author(s)
      Nishimura Tomohiro、Ishii Mari、Tanaka Hiroaki、Noguchi Saki、Ikeda Tomoaki、Tomi Masatoshi
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      Volume: 113 Issue: 2 Pages: 486-492

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2023.11.006

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    • Author(s)
      Akashi Tomoya、Noguchi Saki、Takahashi Yu、Nishimura Tomohiro、Tomi Masatoshi
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      Volume: 112 Issue: 4 Pages: 1137-1144

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2022.12.028

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    • Author(s)
      Fujita Arimi、Noguchi Saki、Hamada Rika、Shimada Tsutomu、Katakura Satomi、Maruyama Tetsuo、Sai Yoshimichi、Nishimura Tomohiro、Tomi Masatoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Drug Delivery

      Volume: 2 Pages: 932576-932576

    • DOI

      10.3389/fddev.2022.932576

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    • Author(s)
      Fujita Arimi、Noguchi Saki、Hamada Rika、Inoue Satoko、Shimada Tsutomu、Katakura Satomi、Maruyama Tetsuo、Sai Yoshimichi、Nishimura Tomohiro、Tomi Masatoshi
    • Journal Title

      Pharmaceutical Research

      Volume: - Issue: 7 Pages: 1645-1658

    • DOI

      10.1007/s11095-022-03165-6

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      Kurosawa K., Noguchi S., Nishimura T., Tomi M., Chiba K..
    • Journal Title

      Drug Metab Dispos.

      Volume: 50(3) Issue: 3 Pages: 287-298

    • DOI

      10.1124/dmd.121.000648

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    • Author(s)
      Fokina Valentina M.、Patrikeeva Svetlana、Wang Xiao-ming、Noguchi Saki、Tomi Masatoshi、Konig Jorg、Ahmed Mahmoud S.、Nanovskaya Tatiana
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      Volume: 111 Issue: 2 Pages: 505-516

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2021.09.035

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      登美 斉俊, 野口 幸希, 西村 友宏
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      日本薬学会第144年会(横浜)
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      鈴木あしゅかん, 山内青依, 橋本理梨佳, 野口幸希, 西村友宏, 登美斉俊.
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      第63回日本先天異常学会学術集会
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  • [Presentation] Attenuation of murine placental MDR1 and BCRP functions by their unique protein localization.2023

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      Tomi M, Fujita A, Noguchi S, Nishimura T.
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      International Federation of Placenta Associations Meeting 2023
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  • [Presentation] Effect of species differences in expression of placental MATE1 on fetal transfer of organic cations.2023

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      Sakamoto R, Suzuki A, Yamauchi A, Sakai M, Hashimoto R, Noguchi S, Nishimura T, Tomi M.
    • Organizer
      2023 International Joint Meeting of the 23rd International Conference on Cytochrome P450 and the 38th Annual Meeting of the Japanese Society for the Study of Xenobiotics
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  • [Presentation] Prediction of Fetal Drug Exposure by integrating in vitro, in vivo, ex vivo, and in silico approaches.2023

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      Tomi M.
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      Asian Federation for Pharmaceutical Sciences 2023
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  • [Presentation] Transport mechanism of propionic acid in human choriocarcinoma JEG-3 cells.2023

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      Kasuya A, Noguchi S, Nishimura T, Tomi M.
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      Asian Federation for Pharmaceutical Sciences 2023
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    • Author(s)
      登美斉俊, 野口幸希, 関瑞生, 関誠悟, 山本元輝, 定村龍太, 赤沼伸乙, 河野早弥賀, 盛武浩, 細谷健一, 西村友宏.
    • Organizer
      第44回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
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      田島 幸佳, 西村 友宏, 野口 幸希, 登美 斉俊
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  • [Presentation] 齧歯類における組織薬物分布に対するBCRP寄与の胎盤関門と血液脳関門の比較2022

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      藤田 有美, 濱田 リカ, 井上 慧子, 野口 幸希, 嶋田 努, 崔 吉道, 西村 友宏, 登美 斉俊
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      藤田 有美, 濱田 リカ, 井上 慧子, 野口 幸希, 嶋田 努, 崔 吉道, 西村 友宏, 登美 斉俊
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      第66回日本薬学会関東支部大会
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      榊原 早織, 野口 幸希, 平原 優有, 舟橋 和毅, 加島 里菜, 西村 友宏, 登美 斉俊
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  • [Presentation] ヒト胎盤透過性の定量予測に向けたアプローチ2021

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      坂井 真衣子, 中口 佳美, 西村 友宏, 野口 幸希, 石本 尚大, 加藤 将夫, 登美 斉俊
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      Tomi M
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      Fujita A, Hamada R, Inoue S, Noguchi S, Shimada T, Sai Y, Nishimura T, Tomi M
    • Organizer
      第15回次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
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  • [Presentation] マウス胎盤関門と血液脳関門のMDR1関門透過制御寄与の比較2021

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      藤田 有美, 濱田 リカ, 井上 慧子, 野口 幸希, 嶋田 努, 崔 吉道, 西村 友宏, 登美 斉俊
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      第42回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
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    • Author(s)
      黒沢 健, 千葉 康司, 野口 幸希, 西村 友宏, 登美 斉俊
    • Organizer
      日本薬物動態学会第36回年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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