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Mechanistic research on the onset of drug toxicity reflecting interindividual differences to avoid serious adverse events

Research Project

Project/Area Number 23K21366
Project/Area Number (Other) 21H02640 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

青木 重樹  千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (30728366)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 晃成  千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (30323405)
中村 亮介  国立医薬品食品衛生研究所, 医薬安全科学部, 室長 (50333357)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
KeywordsHLA / ヒト白血球抗原 / 特異体質毒性 / 重症薬疹 / 小胞体ストレス / β2ミクログロブリン / ERストレス
Outline of Research at the Start

免疫系の個人差を生むヒト白血球抗原(HLA)を介した薬物副作用は死に至るリスクもある重篤なものであるが、発症メカニズムは依然として不明である。また、これらの副作用は皮膚を中心に起こりやすい特徴を持つ。我々のこれまでの検討から、特定のHLAを発現させた皮膚構成細胞にリスクとなる薬物を曝露すると、細胞内ストレスが発生することが見出されている。ゆえに、「HLA-薬物相互作用が起点の細胞内ストレスの実態」を明らかとし、その発症機序や組織特異性、免疫活性化とのかかわりを解明する。将来的には、HLA依存的な細胞内ストレスを対象とした副作用予測系の確立を企図している。

Outline of Annual Research Achievements

我々のこれまでの検討から、HLA*57:01を発現するケラチノサイトに皮膚毒性発症の原因となるアバカビルを曝露すると、小胞体ストレス応答が起こり、その小胞体ストレスはHLA遺伝子導入マウスにおける毒性の発現にも関与していることが示唆されている。薬物の曝露によってHLA多型依存的に小胞体ストレスが発生する可能性が見出されたことから、細胞内におけるHLAが免疫活性化に重要な役割を担っていると考えられる。また、HLA-B*57:01を含む複数の毒性リスクHLA分子は、細胞膜上ではなく細胞内、特に小胞体内に蓄積しやすい傾向があることが示唆された。
そこで、細胞内、特に小胞体内でHLAと薬物が相互作用することでストレスが発生している可能性が考えられた。実際に、細胞表面上のHLA*57:01発現を抑制させた状態でアバカビルを曝露させたところ、顕著にHLAに結合していることが示され、HLA-薬物の相互作用は細胞内で既に生じていることが示された。また、ケラチノサイトにおいては、薬物の曝露後速やかにHLAの異常蓄積物と考えられる構造体が細胞内に出現し、ストレスの発生源になっていることが示唆された。それはHLA依存的に起こることから、HLA-薬物の結合が起点となっているに違いない。しかし、なぜそれが特定の細胞種でのみ生じるかといった点には疑問が残っている。また、そこにペプチドが提示されているかについても明らかではないため、今後の詳細な解析が必要である。
さらに、ケラチノサイトにおける小胞体ストレスの下流で、T細胞の遊走亢進が起こることを見出した。それはケラチノサイトから液性因子が放出されて、周囲の免疫環境を変化させていることを意味している。今後、具体的な因子が何かなどの詳細な解析を取り組みたい。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

なぜ細胞内からストレスが発生するのかといった点に関する分子機序解明が進み、概ね期待通り研究が進展している。

Strategy for Future Research Activity

細胞内のHLAに焦点を当てて、ストレスを発生させる要因を明らかにする。その際には、薬物の結合やペプチドの提示変化など、分子レベルでの解析が必要になってくる。また、このストレスの下流で免疫細胞の遊走性が亢進し、特に小胞体ストレスを緩和させると皮膚組織への免疫細胞の浸潤が抑制されることも見出しているが、そのような免疫亢進を生むファクターは不明である。細胞外に放出されたサイトカインなど考えられるが、未だ実態は明らかとなっておらず、なぜ皮膚組織でそのような免疫応答が生じるかといった組織特異性に踏み込んだ解析を進める。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] HLA-B*57:01-dependent intracellular stress in keratinocytes triggers dermal hypersensitivity reactions to abacavir2024

    • Author(s)
      Kazaoka Akira、Fujimori Sota、Yamada Yushiro、Shirayanagi Tomohiro、Gao Yuying、Kuwahara Saki、Sakamoto Naoki、Susukida Takeshi、Aoki Shigeki、Ito Kousei
    • Journal Title

      PNAS Nexus

      Volume: 3 Issue: 4 Pages: 140-140

    • DOI

      10.1093/pnasnexus/pgae140

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pathological changes in various organs in HLA-B*57:01 transgenic mice with abacavir-induced skin eruption2024

    • Author(s)
      Kazaoka Akira、Kumagai Kazuyoshi、Matsushita Junya、Aida Tetsuo、Kuwahara Saki、Aoki Shigeki、Ito Kousei
    • Journal Title

      Toxicological Research

      Volume: 40 Issue: 2 Pages: 223-235

    • DOI

      10.1007/s43188-023-00220-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] TARC/CCL17 Expression Is Associated with CD8<sup>+</sup> T Cell Recruitment in Abacavir-Induced Skin Hypersensitivity in HLA-Transgenic Mice2022

    • Author(s)
      Gao Yuying、Kuwahara Saki、Kazaoka Akira、Ito Kousei、Aoki Shigeki
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 45 Issue: 9 Pages: 1347-1353

    • DOI

      10.1248/bpb.b22-00313

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2022-09-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Weak complex formation of adverse drug reaction-associated HLA B57, B58, and B15 molecules2022

    • Author(s)
      Shirayanagi Tomohiro、Kazaoka Akira、Watanabe Kenji、Qu Liang、Sakamoto Naoki、Hoshino Tyuji、Ito Kousei、Aoki Shigeki
    • Journal Title

      Toxicology in Vitro

      Volume: 82 Pages: 105383-105383

    • DOI

      10.1016/j.tiv.2022.105383

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conjugation of human serum albumin and flucloxacillin provokes specific immune response in HLA-B*57:01 transgenic mice2022

    • Author(s)
      Gao Yuying、Song Binbin、Aoki Shigeki、Ito Kousei
    • Journal Title

      Immunology Letters

      Volume: 249 Pages: 5-11

    • DOI

      10.1016/j.imlet.2022.08.002

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Importance of HLA in Determining Individual Differences in the Onset of Adverse Drug Reactions2021

    • Author(s)
      Aoki Shigeki
    • Journal Title

      YAKUGAKU ZASSHI

      Volume: 141 Issue: 8 Pages: 1001-1007

    • DOI

      10.1248/yakushi.21-00120

    • NAID

      130008070153

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • Year and Date
      2021-08-01
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regulation of the immune tolerance system determines the susceptibility to HLA-mediated abacavir-induced skin toxicity2021

    • Author(s)
      Susukida Takeshi、Kuwahara Saki、Song Binbin、Kazaoka Akira、Aoki Shigeki、Ito Kousei
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 1137-1137

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02657-2

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The PD1 inhibitory pathway and mature dendritic cells contribute to abacavir hypersensitivity in human leukocyte antigen transgenic PD1 knockout mice2021

    • Author(s)
      Song Binbin、Aoki Shigeki、Liu Cong、Susukida Takeshi、Kuwahara Saki、Ito Kousei
    • Journal Title

      Toxicology

      Volume: 463 Pages: 152971-152971

    • DOI

      10.1016/j.tox.2021.152971

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] アバカビル誘発性皮膚過敏症へのHLA多型依存的な小胞体ストレスの関与2023

    • Author(s)
      風岡顯良、藤森惣大、山田悠士郎、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第30回 HAB研究機構学術年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] HLA-B*57:01導入マウスを用いた,アバカビルの再投与による過敏症症状の再現2023

    • Author(s)
      風岡顯良、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第50回 日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The importance of HLA polymorphism-dependent endoplasmic reticulum stress in abacavir-induced hypersensitivity reactions2023

    • Author(s)
      Shigeki Aoki, Akira Kazaoka, Sota Fujimori, Yushiro Yamada, Kousei Ito
    • Organizer
      2023 ICCP/JSSX International Joint Meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Utilization of HLA transgenic mice for evaluating cutaneous adverse drug reactions2023

    • Author(s)
      Shigeki Aoki
    • Organizer
      11th International Congress of Severe Cutaneous Adverse Reactions (iSCAR) 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] HLA遺伝子導入マウスを用いた特異体質薬物毒性研究2023

    • Author(s)
      青木重樹
    • Organizer
      第50回 日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] HLAトランスジェニックマウスを活用した薬物毒性研究の現状と展望2023

    • Author(s)
      青木重樹
    • Organizer
      第30回 日本免疫毒性学会学術年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] アバカビル過敏症に関連するHLA-B*57:01の翻訳後修飾・細胞表面発現に関する評価2023

    • Author(s)
      坂本尚輝、風岡顕良、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 薬物副作用の個人差の背景に潜むメカニズムの解明2023

    • Author(s)
      青木重樹
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] TARC/CCL17 is associated with CD8+ T cell recruitment in abacavir induced skin toxicity in HLA-B*57:01 transgenic mice2022

    • Author(s)
      Shigeki Aoki, Yuying Gao, Saki Kuwahara, Akira Kazaoka, Kousei Ito
    • Organizer
      第29回 日本免疫毒性学会学術年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] キメラ型HLA-B*57:01遺伝子導入マウスを用いたアバカビル誘発特異体質性毒性の評価2022

    • Author(s)
      風岡顯良、熊谷和善、松下隼也、間哲生、桑原佐季、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第16回 次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] HLAトランスジェニックマウスを用いたアバカビル誘発性皮膚過敏症におけるTARC/CCL17発現とCD8+ T細胞浸潤の関連性評価2022

    • Author(s)
      青木重樹、高玉瑩、桑原佐季、風岡顯良、伊藤晃成
    • Organizer
      日本薬物動態学会 第37回年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] HLAの細胞内挙動に着目したアバカビル過敏症発症機序の検討2022

    • Author(s)
      風岡顯良、白柳智弘、山田悠士郎、藤森惣大、坂本尚輝、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第45回 日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] HLA-A*31:01ノックインマウスを用いたカルバマゼピン過敏症動物モデルの作製2022

    • Author(s)
      市川眞帆、原田直幹、風岡顯良、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第5回 医薬品毒性機序研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] キメラ型HLA遺伝子導入マウスを用いた,各種臓器における特異体質性のアバカビル誘発毒性の評価2022

    • Author(s)
      風岡顯良、熊谷和善、松下隼也、間哲生、桑原佐季、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第5回 医薬品毒性機序研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] HLA多型依存的な細胞内ストレス応答のアバカビル皮膚過敏症への関与2022

    • Author(s)
      風岡顯良、藤森惣大、山田悠士郎、大森海生、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      日本薬学会 第142年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] キメラ型HLA導入マウスを用いた特異体質薬物毒性の評価2021

    • Author(s)
      風岡顯良、薄田健史、桑原佐季、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第28回 HAB研究機構学術年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] HLA多型依存的な薬物毒性のリスク評価におけるHLAを導入したケラチノサイトの有用性の検討2021

    • Author(s)
      白柳智弘、藤森惣大、山田悠士郎、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第28回 HAB研究機構学術年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] HLA-B*57:01多型依存的に生じるアバカビル皮膚過敏症への小胞体ストレスの関与2021

    • Author(s)
      風岡顯良、山田悠士郎、桑原佐季、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第15回 次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] HLA 多型依存的なアバカビル皮膚過敏症への小胞体ストレスの関与2021

    • Author(s)
      風岡顯良、山田悠士郎、桑原佐季、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第42回 生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] HLA遺伝子導入マウスを用いた特異体質薬物毒性の理解2021

    • Author(s)
      青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第4回 医薬品毒性機序研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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