血液脳関門輸送担体遣伝子発現系を用いた新薬スクリーニング系の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12557215
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 寺崎 哲也 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (60155463)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 高明 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (80292209) ; 高長 ひとみ 東北大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (20284523) ; 大槻 純男 東北大学, 大学院・薬学研究科, 講師 (60323036) ; 細谷 健一 富山医科薬科大学, 薬学部, 教授 (70301033) ; 石川 智久 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (60193281)
• Keywords: 血液脳関門 / 細胞膜輸送 / 遺伝子発現系 / 培養細胞 / 条件的不死化細胞 / 脳毛細血管内皮細胞 / 新薬スクリーニング / 輸送担体

Research Abstract

中枢作用薬の開発において、血液脳関門透過性を評価することは最も重要な課題の一つである。本年度は、血液脳関門の実体である脳毛細血管内皮細胞の条件的不死化細胞株を樹立し、この細胞特性を解析した。その結果、P-糖蛋白、ヘキソース輸送系、有機アニオン輸送系が発現、機能していることが明らかになった。さらに、血液脳関門特異的な輸送担体遺伝子の探索の準備として、輸送担体を比較するために、血液脳脊髄液関門の実体である脈絡叢上皮細胞、血液網膜関門の実体である網膜血管内皮細胞、骨髄細胞から末梢血管内皮細胞について、それぞれ条件的不死化細胞株を樹立し、その輸送担体の機能と遺伝子発現を解析した。これらの細胞を用いて、血液脳関門を中心とした輸送担体の遺伝子クローニングを行った。脳側細胞膜に発現している輸送担体として、システムAの遺伝子配列を解明することができた。この輸送系は高浸透圧下で顕著に輸送活性が増加すると共にmRNA量も顕著に増加した。さらに、タウリン輸送担体の全遺伝子配列を明らかにすることができた。また、インドキシル硫酸などの尿毒症物質や、デヒドロエピアンドロステロン硫酸抱合体を輸送する輸送担体の遺伝子配列も明らかにすることができた。さらに、これらの輸送担体の遺伝子配列をもとに、特異的なアミノ酸配列を選択し、抗体を作成した。現在、脳毛細血管内皮細胞の血液側膜に特異的に発現していることが報告されているP-糖蛋白に対する抗体をコントロールとして、免疫染色条件を検討中である。この手法を用いてin vivoでの輸送担体の局在性を明らかにする予定である。輸送担体遺伝子導入した安定発現株を樹立した際に、血液側から脳方向へのドラッグデリバリーのスクリーニング系として用いることができるか、あるいは脳から血液方向の排出輸送系に認識されるかどうかを解析する系に用いることができるかを明確にする。

Research Products

• [Publications] K.Hosoya: "Conditionally immortalized brain capillary endothelial cell lines established from a transgenic mouse harboring temperature-sensitive Simian Virus 40 large T-antigen gene."AAPS Pharmsci,. 2. article27 (2000)
• [Publications] K.Hosoya: "mRNA expression and transport characterization of conditionally immortalized rat brain capillary endothelial cell lines ; A new in vitro BBB model for drug targeting."J.Drug Target.. 未定(in press). (2000)
• [Publications] T.Kitazawa: "Characterization of the amino acid transport of new immortalized choroid plexus epithelial cell lines : A novel in vitro system for investigating transport functions at the blood-cerebrospinal fluid barrier."Phar.Res.. 未定(in press). (2001)
• [Publications] K.Hosoya: "Conditionally immortalized retianl capillary endothelial cell lines (TR-iBRB) expressing differentiated endothelial cell functions derived from a transgenic rat harboring the temperature-sensitive SV 40 large T-antigen gene."Exp.Eye Res.. 未定(in press). (2001)
• [Publications] K.Hattori: "Establishment of bone marrow-derived endothelial cell lines from ts-SV4O T-antigen gene transgenic rats."Pharm.Res.. 未定(in press). (2001)
• [Publications] 細谷健一: "血液網膜関門及び血液脳関門の再構築とドラッグデリバリー研究への応用"Drug Delivery System. 16. 29-38 (2001)
• [Publications] T.Terasaki: "Tissue Engineering for Therapeutic Use 4"Y.Ikada. 192 (2000)