2016 Fiscal Year Research-status Report
肥満症に対する新規治療システムの開発：鼻腔内投与による生理活性ペプチドの脳内送達
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16K08208
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| Research Institution | Kobe Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
坂根 稔康 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (50215638)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | Neuromedin U / ペプチド / 肥満 / 鼻腔内投与 / 脳内送達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウスを用いて、CPN-116の投与量を変化させて（25μg, 100μg, 250μg）、体重及び摂餌量に対する薬理活性の投与量依存性を確認した。投与量に依存して、体重増加と摂餌量が抑制された。次に、薬理効果がCPN-116の中枢作用であることを確認するために、 corticosteroneの血中濃度を指標に検討した。CPN-116の鼻腔内投与時にのみ、血中corticosterone濃度の増大が観察され、体重増加及び摂餌量の抑制が中枢のNeuromedin Type 2受容体を介した作用であることを確認した。
CPN-116のLC/MSによる測定条件を確定した後、静脈内投与後の体内動態と鼻腔内投与後の吸収動態、脳内移行動態を検討した。急速静脈内投与後の血液からの消失は予想通り速やかであった。CPN-116は血液中でthrombinにより分解されることが明らかになっているが、腎排泄に加えて、血中での分解が血液からの速やかな消失に寄与している可能性が示唆された。
鼻腔内投与後の吸収率は予想に反して、約20%と良好であった。当初の計画では、平成28年度にin vitro細胞層透過実験を行う予定であったが、研究の遅れのため、実施できていない。CPN-116の細胞層透過係数を得ることができれば、良好な吸収性の詳細が明らかになると考えている。一方、ホモジナイズに伴う細胞内タンパク分解酵素による分解のために、CPN-116の脳内濃度をLC/MSで測定することはできなかった。阻害剤カクテルの併用などにより、分解を抑える必要があり、今後の検討課題である。
そこで放射標識体を用いて、鼻腔内投与後の脳内移行動態を検討したところ、嗅球とそれに続く大脳前半部分でCPN-116由来の放射活性が高く、CPN-116が鼻腔から脳内へと効率よく移行していることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予定より若干の遅れが生じている。平成28年度にはin vitro細胞層透過実験を予定していたが、実施できていない。In vivo動物実験で得られた脳組織中のCPN-116濃度の測定に問題が生じたためである。CPN-116の脳内濃度を測定するためには、脳組織をホモジナイズして、CPN-116を脳から抽出する必要がある。ホモジナイズの際、細胞の破壊により、細胞内の各種タンパク分解酵素が大量に漏出し、CPN-116を分解したためと考えられる。各種の分解酵素阻害剤のカクテルの併用などで克服できると考えている。
In vitro細胞層透過実験も含めて、平成29年度の研究で遅れを取り戻すことは可能である。
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| Strategy for Future Research Activity |
鼻腔からの組織への移行性を評価できるin vitro実験系は存在せず、in vivo動物実験が基本である。ペプチドの場合、組織の試料中に類似の不純物が多いため、組織内濃度の測定が大きな問題と予想していた。LC/MSを用いることで、この問題を回避することは可能と考えていたが、細胞内タンパク分解酵素による速やかな分解という別の問題に直面した。タンパク分解酵素を阻害した条件で、組織のホモジナイズを行う必要があり、各種の分解酵素阻害剤のカクテルの併用などを考えている。
酵素阻害剤を用いても、分解を完全に回避できない可能性も考えられる。この場合に備えて、ホモジナイズを必要とせずに、個々の動物固体から脳内細胞外液濃度の経時変化を測定可能な微小透析法(microdialysis)などの新規実験方法の導入を考えている。微小透析法は透析膜を介して、脳の細胞外液中の薬物を採取できる方法であるが、分子量が大きいペプチドの場合、透析膜の透過性が低いため、回収率が悪い。この場合、ペプチドの測定感度に問題が生じるリスクがある。そこで、透析膜を介さずに直接、試料を回収する微小灌流法(microperfusion)の導入を検討するつもりである。さらに、定量感度の問題を回避するために、必要に応じて、共同利用機器のLC/MS/MSを利用する可能性も考慮している。
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| Causes of Carryover |
In vivo動物実験で生じた組織内濃度の定量に関するトラブルのため、in vitro細胞層透過実験を実施できなかった。実施できなかったin vitro細胞層透過実験にかかる経費が残り、平成29年度への繰り越しとなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度にin vitro細胞層透過実験を実施し、繰り越し経費を使用する予定である。
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Research Products
(4 results)
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[Presentation] 鼻腔内投与によるCPN-116の脳内送達2017
Author(s)
坂根稔康, 湯谷玲子,寺岡麗子, 前田千晶, 田中晶子, 武田康嗣, 高山健太郎, 井上大輔, 古林呂之, 草森浩輔, 勝見英正, 林 良雄, 山本 昌
Organizer
日本薬学会第137年会
Place of Presentation
仙台国際センター(仙台市）
Year and Date
2017-03-25 – 2017-03-27
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[Presentation] Transnasal delivery of the peptide to the brain2017
Author(s)
Toshiyasu Sakane, Reiko Yutani, Reiko Teraoka, Akiko Tanaka, Yuki Takemura, Koji Taketa, Kentaro Takayama, Yoshio Hayashi, Kosuke Kusamori, Hidemasa Katsumi, Akira Yamamoto
Organizer
International Symposium on Drug Delivery and Pharmaceutical Sciences
Place of Presentation
京都リサーチパーク バズホール(京都市)
Year and Date
2017-03-09 – 2017-03-10
Int'l Joint Research
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[Presentation] Transnasal delivery of peptide agonist specific to neuromedin U receptor 2 to the brain for the treatment of obesity2016
Author(s)
Akiko Tanaka, Yuki Takemura, Daisuke Inoue, Tomoyuki Furubayashi, Koji Taketa, Kentaro Takayama, Yoshio Hayashi, Kosuke Kusamori, Hidemasa Katsumi, Toshiyasu Sakane, Akira Yamamoto
Organizer
2016 Controlled Release Society Annual Meeting and Exposition
Place of Presentation
Washington State Convention Center （Seattle, USA）
Year and Date
2016-07-17 – 2016-07-20
Int'l Joint Research
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