血液脳関門の機能的実体解明に基づいた薬物中枢移行性評価法の確立

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12557229
• Research Institution: KANAZAWA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 玉井 郁巳 金沢大学, 薬学部, 助教授 (20155237)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 崔 吉道 金沢大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (40262589) ; 辻 彰 金沢大学, 薬学部, 教授 (10019664)
• Keywords: 血液脳関門 / 内皮細胞 / アストロサイト / トランスポーター / 密着結合 / 中枢デリバリー / 薬物輸送 / 脳解毒

Research Abstract

昨年度に続き、血液脳関門に存在するトランスポーターの分子的・機能的探索と新規評価系の確立を試みた。本年度は新たに、血液中から脳内への栄養物輸送に働くアミノ酸トランスポーターLAT1、LAT2およびその補助因子4F2hc、ならびにカルニチントランスポ一夕ーOCTN2が、血液脳関門として機能することを見いだした。本研究は、脳毛細血管内皮の初代培養ならびに不死化細胞、トランスポーター遺伝子欠損動物を併用したin vivo実験などの組み合わせにより得られたものである。いずれのトランスポーターも脳内への物質取り込みに働くタイプであり、これらがL-DOPAやアセチルカルニチンなどの薬物の脳内移行に働くことを示した。
また、薬物の中枢移行については新たにH1アンタゴニストのエバスチンに着目し、経口投与後の代謝産物カレバスチンとともに解析した。その結果、これらH1アンタゴニストはP-糖タンパク質による排出により脳内移行性が低く保たれており、中枢性副作用が低いものと推定された。一方、カレバスチンに比べエバスチンは脳内移行性が高かったが、それは脳内取り込みに働くカチオントランスポーターへの親和性の相異によって説明できるものであった。さらに、新たなin viro血液脳関門評価系として、脳毛細血管内皮細胞とアストロサイトの共培養系の導入を行った。共培養により血液脳関門マーカーや密着結合性の向上が見られたが、さらなる改善の必要性を示す結果となった。
以上、本研究成果として新たな血液脳関門機能を分子・機構論的に見いだすことに成功するとともに、マススクリーニングに適した評価系の確立を試みた。評価系についてはさらなる改善が必要であるが、見いだされた新規血液脳関門機能は今後の脳内への薬物デリバリーに有用な情報を与えるものとなった。

Research Products

• [Publications] Ikumi Tamai: "Blood-brain baruier transport of H_1-antagonist ebastine and its metabolote carehastine"Journal of Drug Targeting. 8. 383-393 (2000)
• [Publications] Ikumi Tamai: "Transporter-mediated permeation of alrngs across the blood-brain barrier"Journal of Pharmacentical Sciences. 87. 1371-1388 (2000)
• [Publications] 木戸康人: "血液脳関門の排出系"生体の科学. 52. 571-576 (2001)
• [Publications] 玉井郁巳: "神経疾患の薬物療法-現状と未来-"Clinical Neuroscience. 19. 21-23 (2001)
• [Publications] Yasuto Kido: "Functional Relenance of carnitine transporter OCTN2 to brain distribution of L-carniline and acetyl-L-carnitine across the BBB"Journal of Neurochemistry. 79. 959-969 (2001)
• [Publications] Yasuto Kido: "Molecular and functional identification of large neutral amino cuid transporter LAT1 at the BBB using rat cultured cells"Journal of Phannay and Pharmacology. 53. 497-503 (2001)
• [Publications] Yasuto Kido: "Evaluation of blood-brain barrier transporters by co-culture of brain capilling endothelial cells with astrocytes"Drug Metabolism and Pharmacokinetics. 17・1. 34-41 (2002)