2018 Fiscal Year Annual Research Report
Discovery of high capacity transporters contributing to the drug transport at the human blood-brain barrier
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16H06218
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
内田 康雄 東北大学, 薬学研究科, 講師 (70583590)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 血液脳関門 / トランスポーター探索 / SWATH / プロテオミクス / 網羅的基質探索 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2年目までの研究において、トランスポーターを網羅的に探索するための網羅的プロテオミクス手法「SWATH法」の解析系を用いてブタの血液脳関門に発現するトランスポーターの探索を行った。その結果、複数のトランスポーター候補が同定された。候補分子について、順次、輸送機能解析を進めているが、効率よく高活性のトランスポーターを同定することができなかった。そこで、SWATH法の改良検討を行った結果、網羅的に、タンパク質絶対発現量を決定することのできる「quantitative Global Absolute Proteomics (qGAP)法」を開発することに成功した。また、美原記念病院ブレインバンクとの共同研究を本格的に開始することができたため、ヒトの脳組織から高純度に脳毛細血管を単離でき、その膜画分を調製できた。そこで、qGAP法を、この血液脳関門の膜画分に適用した結果、ブタでは探索されなかった複数のタンパク質の発現が新たに検出され、絶対発現量を決定することができ、機能解析を行う上での優先順位をつけることができた。ヒト脳毛細血管内皮細胞株（hCMEC/D3細胞）あるいは強制発現細胞を用いた輸送解析を行った結果、有機カチオン性薬物の取り込み輸送を担うタンパク質を絞り込めた可能性があり、現在、各種検証実験を行っている。また、プロテオミクスに基づく網羅的探索・定量手法の開発によって、Claudin-11やCD46がヒト血液脳関門における密着結合や輸送に重要であることやP糖タンパク質の機能制御メカニズムを包括的に解明でき、論文発表することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
複数のトランスポーター候補分子からの絞り込みが課題であったが、新規手法の開発によって合理的に優先順位を決定することができ、トランスポーター探索の突破口を拓いたため。ヒト血液脳関門における新規分子の同定に成功し、その機能やメカニズムを解明でき、ヒト血液脳関門における新たな分子機構を発見できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
トランスポーター候補分子について更なる機能的な検証実験を進め、血液脳関門における薬物輸送への寄与を証明する。
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[Journal Article] Involvement of Claudin-11 in Disruption of Blood-Brain, -Spinal Cord, and -Arachnoid Barriers in Multiple Sclerosis2019
Author(s)
Uchida Y, Sumiya T, Tachikawa M, Yamakawa T, Murata S, Yagi Y, Sato K, Stephan A, Ito K, Ohtsuki S, Couraud PO, Suzuki T, Terasaki T
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Journal Title
Mol Neurobiol.
Volume: 56(3)
Pages: 2039-2056
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Identification of a novel tight junction protein “Claudin-11” at the four barriers of central nervous system and its involvement for the barrier breakdown in Multiple Sclerosis2018
Author(s)
Y Uchida, T Sumiya, M Tachikawa, T Yamakawa, S Murata, Y Yagi, K Sato, A Stephan, K Ito, S Ohtsuki, PO Couraud, T Suzuki, and T Terasaki
Organizer
第33回日本薬物動態学会・MDO国際合同年会
Int'l Joint Research
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[Presentation] 多発性硬化症における中枢関門の破綻への新規密着結合分子claudin-11の寄与の解明2018
Author(s)
内田康雄、住谷智仁, 立川正憲, 山川達也, 村田将, 八木悠太, 佐藤和貴, 伊藤克彰, 大槻純男, Pierre-Olivier Couraud, 鈴木貴, 寺崎哲也
Organizer
日本薬剤学会第33年会
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