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獣医学での薬物代謝の研究基盤構築を目指した薬物代謝酵素の遺伝子多型の網羅的解析

Research Project

Project/Area Number 23K05538
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

宇野 泰広  鹿児島大学, 農水産獣医学域獣医学系, 准教授 (90372276)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山崎 浩史  昭和薬科大学, 薬学部, 教授 (30191274)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords薬物代謝 / 獣医動物種 / ゲノム / 遺伝子多型
Outline of Research at the Start

ヒトでは、チトクロムP450(CYP)やUDPグルクロン酸転移酵素(UGT)など様々な重要な薬物代謝酵素が特徴的な酵素機能を発揮し、医薬品の薬効や毒性における性差、年齢差、個体差や人種差の要因となっている。ヒトでは遺伝子多型が個体差や人種差の原因であることが知られているが、獣医学分野では薬物代謝の研究は進んでおらず、薬物代謝酵素の遺伝子多型の解析は不十分である。本研究では、獣医学の主な動物種で、主要な薬物代謝酵素の遺伝子多型を網羅的に同定し、特徴的な遺伝子多型について機能解析を行う。特に、産業動物、伴侶動物、モデル動物として重要なブタとイヌでは、遺伝子多型による個体差や系統差についても調べる。

Outline of Annual Research Achievements

ヒトでは、チトクロムP450(CYP)やUDPグルクロン酸転移酵素(UGT)など様々な重要な薬物代謝酵素が特徴的な酵素機能を発揮し、医薬品の薬効や毒性における性差、年齢差、個体差や人種差の要因となっている。ヒトでは薬物代謝酵素の遺伝子多型が個体差や人種差の原因であることが知られているが、獣医学分野では薬物代謝の研究は進んでおらず、主要な薬物代謝酵素の同定すら不十分であり、薬物代謝酵素の遺伝子多型の解析についてはほとんど進んでいない状況である。本研究では、獣医学の主な動物種で、主要な薬物代謝酵素の遺伝子多型を網羅的に同定し、特徴的な遺伝子多型について機能解析を行う。本年度は、イヌやブタの主要なCYP(CYP1A2、CYP2A19、CYP2C33、CYP2D25、CYP3A22など)について遺伝子多型の同定を行い、これまでにアミノ酸置換を伴う遺伝子多型(非同義置換)を各遺伝子について数種ずつ見出すことに成功している。次年度は個体数を増やしてさらに多くの遺伝子多型(非同義置換)を同定し、変異タンパク(リコンビナント・タンパク)や肝臓ミクロゾームを用いて各々の遺伝子多型が酵素機能に及ぼす影響を調べていく予定である。このような解析を進めていくことによって、イヌやブタを始めとする獣医学の動物種について薬物代謝における個体差や系統差などへの遺伝子多型の重要性が明らかになり、また獣医学における薬物代謝研究の基盤を構築できるものと期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度で主要な動物種であるイヌやブタで主要なCYP数種について遺伝子多型(非同義置換)を見出すことに成功し、機能解析の準備も順調に進んでいるため。

Strategy for Future Research Activity

次年度は個体数を増やしてさらに多くの遺伝子多型(非同義置換)を同定し、リコンビナント・タンパクや肝臓ミクロゾームを用いて各々の遺伝子多型が酵素機能に及ぼす影響を調べる。この機能解析が完了した遺伝子から随時、学会や論文での発表を進める。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Identification of cytochrome P450 2C18 and 2C76 in tree shrews: P450 2C18 effectively oxidizes typical human P450 2C9/2C19 chiral substrates warfarin and omeprazole with less stereoselectivity2024

    • Author(s)
      Uno Yasuhiro、Minami Yuhki、Tsukiyama-Kohara Kyoko、Murayama Norie、Yamazaki Hiroshi
    • Journal Title

      Biochemical Pharmacology

      Volume: in press Pages: 115990-115990

    • DOI

      10.1016/j.bcp.2023.115990

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel Cytochrome P450 2C119 Enzymes in Cynomolgus and Rhesus Macaques Metabolize Progesterone, Diclofenac, and Omeprazole2024

    • Author(s)
      Uno Yasuhiro、Murayama Norie、Yamazaki Hiroshi
    • Journal Title

      Drug Metabolism and Disposition

      Volume: 52 Issue: 3 Pages: 266-273

    • DOI

      10.1124/dmd.123.001583

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular and functional characterization of flavin-containing monooxygenases (FMO1?6) in tree shrews2024

    • Author(s)
      Uno Yasuhiro、Makiguchi Miaki、Ushirozako Genki、Tsukiyama-Kohara Kyoko、Shimizu Makiko、Yamazaki Hiroshi
    • Journal Title

      Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology

      Volume: 277 Pages: 109835-109835

    • DOI

      10.1016/j.cbpc.2024.109835

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel Tree Shrew Cytochrome P450 2Ds (CYP2D8a and CYP2D8b) Are Functional Drug-Metabolizing Enzymes that Metabolize Bufuralol and Dextromethorphan2024

    • Author(s)
      Ushirozako Genki、Murayama Norie、Tsukiyama-Kohara Kyoko、Yamazaki Hiroshi、Uno Yasuhiro
    • Journal Title

      Drug Metabolism and Disposition

      Volume: 52 Issue: 4 Pages: 305-311

    • DOI

      10.1124/dmd.123.001603

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transcript abundance of hepatic drug-metabolizing enzymes in two dog breeds compared with 14 species including humans2024

    • Author(s)
      Uno Yasuhiro、Yamato Osamu、Yamazaki Hiroshi
    • Journal Title

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      Volume: 55 Pages: 101002-101002

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2024.101002

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A variety of cytochrome P450 enzymes and flavin-containing monooxygenases in dogs and pigs commonly used as preclinical animal models2024

    • Author(s)
      Uno Yasuhiro、Shimizu Makiko、Yamazaki Hiroshi
    • Journal Title

      Biochemical Pharmacology

      Volume: in press Pages: 116124-116124

    • DOI

      10.1016/j.bcp.2024.116124

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イヌ、ブタ、カニクイザルにおけるチトクロムP450の同定・解析2023

    • Author(s)
      宇野泰広,山崎浩史
    • Organizer
      第50回日本毒性学会学術年会(シンポジウム)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Identification and characterization of tree shrew CYP2Ds2023

    • Author(s)
      Genki Ushirozako, Norie Murayama, Kyoko Kohara, Hiroshi Yamazaki, and Yasuhiro Uno
    • Organizer
      日本薬物動態学会第38回年会/第23回シトクロムP450国際会議国際合同大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Identification and characterization of tree shrew CYP2Cs2023

    • Author(s)
      Yasuhiro Uno, Yuhki Minami, Genki Ushirozako, Kyoko Kohara, Norie Murayama, and Hiroshi Yamazaki
    • Organizer
      日本薬物動態学会第38回年会/第23回シトクロムP450国際会議国際合同大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Cytochrome P450 2C21 and 2C41 functionally metabolize warfarin and omeprazole in dogs2023

    • Author(s)
      Norie Murayama, Saho Morikuni, Yasuhiro Uno, and Hiroshi Yamazaki
    • Organizer
      日本薬物動態学会第38回年会/第23回シトクロムP450国際会議国際合同大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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