ターゲットメタボローム法を用いた網羅的薬物毒性機序の解析と新規毒性評価法の研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K09202
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 船越 丈司 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40444715)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上村 公一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30244586) ; 秋 利彦 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (60304474)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: メタボロミクス / 細胞毒性

Outline of Annual Research Achievements

薬毒物による毒性機序の解明と毒性評価は法医実務上重要であるが、数多存在する薬毒物の内その毒性機序の詳細が明らかなものは少なく、また近年では危険ドラッグ成分など未だその毒性が不明な薬物も多く存在する。そのため薬毒物の毒性および機序をより簡便にかつ各薬物間での差を比較する手法の確立は法医学上急務となっている。そこで本研究では最新のターゲットメタボロミクスの手法を用いて、薬毒物によって変動するシグナル経路を特定、さらにそれら薬毒物によって変動する代謝物の増減を数値化し毒性を評価することで、薬物間の毒性を比較し、最終的には毒性未知の薬物による細胞毒性の法医鑑定に有用な新規毒性評価法の確立を目的としている。
当該年度では現在既に開発済みである解糖系、TCAサイクルなど細胞生存に係わる経路、アラキドン酸カスケードなどの生体の恒常性シグナルに関与する脂質メディエーターに加え、コレステロール、ステロイドホルモン合成経路や各種過酸化脂質など生理活性分子に対するメタボローム解析メソッドを作成を行った。また当初予定していた液体クロマトグラフ質量分析器（LC-MS/MS）に加えガスクロマトグラフ質量分析器(GC-MS/MS)も使用出来ることになったため、こちらのメソッドの構築にも着手を開始した。
ここで作成されたメソッドの一部を用い、培養細胞におけるノルエフェドリンの細胞毒性にコレステロールの細胞内蓄積が関与することも明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

解糖系、TCAサイクルなど細胞生存に係わる経路、アラキドン酸カスケードなどの生体の恒常性シグナルに関与する脂質メディエーターに加え、コレステロール、ステロイドホルモン合成経路や各種過酸化脂質など生理活性分子に対するメタボローム解析メソッドを作成が進み、さらにガスクロマトグラフ質量分析器(GC-MS/MS)も使用出来ることになったため、こちらのメソッドの構築にも着手を開始できている。
また、実際にノルエフェドリンの神経細胞毒性機序の一因を解析するに至った。

Strategy for Future Research Activity

当初メタボローム解析に使用予定であった液体クロマトグラフ質量分析器（LC-MS/MS）に加え、平成29年度ではガスクロマトグラフ質量分析器（GC-MS/MS)も使用できるようになった。そのためより広範な代謝物解析が行えるようになったのに伴い、これまで液体クロマトグラフ質量分析器で計測を行った薬毒物処理サンプルの再解析をガスクロマトグラフ質量分析器を用いて行う予定である。
また当初の予定通り、ある程度毒性および機序の推測が可能な、覚せい剤（メタンフェタミン）、覚せい剤類似物（ノルエフェドリン）、抗精神薬（ハロペリドール）、局所麻酔薬（コカイン）で行い、適宜対象薬物を増やし各薬物間の代謝変動の比較を行う。最終的には危険ドラッグ成分（αPVP、ADB-FUBINACA等）などの毒性未知成分との比較検討を行い毒性機序・毒性の評価を行っていく予定である。
一方で代謝物の抽出法に関しては、各代謝物で抽出効率が大きく異なることも示唆された為、今後効果的な抽出法の検討を並行して行う予定である。

Causes of Carryover

当初予定していなかったGC-MS/MSの導入などにより、さらなる代謝産物測定用メソッドの作成に注力したことから、当初予定していた投与薬物の購入を一部翌年度に持ち越したことによる。
また当初学会発表をよていしていたが、申請者の日程があわず翌年の発表を計画しているため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

当初予定していた投与薬物の追加購入、学会発表の旅費として使用する予定である。