Drug repositioning による肝疾患進展抑制治療法の開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09438
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 吉治 仁志 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (40336855)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鍛治 孝祐 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (20623490) ; 北出 光輝 奈良県立医科大学, 医学部, 学内講師 (40526795)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 肝線維化 / 腸内細菌 / ヒアルロン酸ミセル / アンジオテンシン受容体阻害薬

Outline of Annual Research Achievements

今年度はヒアルロン酸ミセルを用いたドラッグデリバリーシステムの構築に向けて薬剤内包ミセル作成を行った。関西大学との共同研究にて、粒子径が60nmで正の表面荷電を有したミセルを作成した。またARBを内包して検討した結果、粒子径の変化は見られず、薬物の内包効率は約８０％に達していることを確認した。ヒアルロン酸ミセルを蛍光ラベルして臓器集積性を確認したところ、被覆ミセルは単体のミセルに比べて肝臓への集積が高いことが確認できた。さらに腸内細菌と肝線維化に関する検討課題においても大きな成果を得た。マウスにCCL4を8週間投与し肝線維化モデルを作成後に2週間CCL4を継続しながら難吸収性抗生剤であるリファキシミン(30mg/kg/日)を経口投与した。投与終了後に犠死させ、肝線維化、各種マーカー、および腸内細菌叢の変化を検討した。その結果、リファキシミン投与により肝線維化は改善すると共に、肝内αSMAmRNA発現も低下した。また、肝内のエンドトキシンを反映するLBP発現量は線維化進展と平行して推移した。線維化進展により腸内細菌叢は変化し、リファキシミン投与で回復傾向を示した (T-RFLP)。以上の結果からリファキシミンは肝線維化抑制効果を示し、機序としてエンドトキシンを介する腸内細菌叢制御が重要な役割を果たしている事を明らかにした。

Current Status of Research Progress

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

Reason

In vitro実験系においては、薬剤内包ミセル作成を行った。その結果、薬物の内包効率は約８０％に達する効率でヒアルロン酸被覆ミセルを作成することに成功した。また、生体内において蛍光プローブを用いて検討したところ、本ミセルが肝臓に高い効率で集積することを確認した。腸内細菌制御研究においても、最近臨床で使用可能となった難吸収性抗生剤であるリファキシミンが実験的肝線維症を腸内細菌バランス調整により抑制し得ることを確認した。これらの成果より当初の29年度における研究目標をほぼ達成していると考える。

Strategy for Future Research Activity

今年度の研究により、肝臓へ特異的に集積するヒアルロン酸ミセルを作成することに成功したので、来年度は肝線維化モデル実験系を用いてARBを内包したヒアルロン酸ミセルの肝線維化進展に対する効果を検討する。さらに作用メカニズムを明らかにするために肝線維化進展状況下における各細胞への分布について詳細に検討を加える。対照群としてはこれまでの基盤研究で成果を得ているARB単独投与を用いて、将来の臨床的有用性について基礎的知見を得る。さらにIn vitro実験系においては、星細胞や内皮細胞の細胞株を用いてARB内包ミセルとARB薬剤単独での効果を検討して細胞内シグナルについても解析を加える。腸内細菌制御に関しては、基礎的検討として難吸収性抗生剤単独とプロバイオティクスやARBなど他の薬剤との併用効果を比較し、腸内細菌叢の変動と線維化抑制効果の関連について検討を加える。また、詳細な作用機序の検討のため内因性エンドトキシンと腸管バリア機能の関連についても解析を行う。さらに、臨床症例においても同様の検討を加えて、腸内細菌制御と内因性エンドトキシンとの関連について難吸収性抗生剤投与前後で次世代シークエンサーなどを用いて解析する。これらの継続的研究により本研究の目的である様々なアプローチによる肝線維化抑制治療法の開発に向けた、より最終目標である臨床応用を見据えた基礎的データが得られるものと考える。

Causes of Carryover

試薬支払い時期のため732円の繰り越しが生じた。すべて30年度に使用予定である

Research Products

• [Journal Article] Sodium glucose cotransporter 2 inhibitor canagliflozin attenuates liver cancer cell growth and angiogenic activity by inhibiting glucose uptake. (2018)
  • Author(s): Kaji K, Nishimura N, Seki K, Sato S, Saikawa S, Nakanishi K, Furukawa M, Kawaratani H, Kitade M, Moriya K, Namisaki T, Yoshiji H.
  • Journal Title: International Journal of Cancer Volume: 142 Pages: 1712 1722
  • DOI: 10.1002/ijc.31193
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rifaximin ameliorates hepatic encephalopathy and endotoxemia without affecting the gut microbiome diversity. (2017)
  • Author(s): Kaji K, Takaya H, Saikawa S, Furukawa M, Sato S, Kawaratani H, Kitade M, Moriya K, Namisaki T, Akahane T, Mitoro A, Yoshiji H.
  • Journal Title: World J Gastroenterol. Volume: 23 Pages: 8335 8366
  • DOI: 10.3748/wjg.v23.i47.8355
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of combined farnesoid X receptor agonist and angiotensin Ⅱtipe 1 receptor blocker on hepatic fibrosis. (2017)
  • Author(s): Namisaki T. Moriya K, Kitade M, Takeda K, Kaji K, Okura Y, Shimozato N. Sato S, Nishimura N, Seki K, Kawaratani H, Takaya H, Sawada Y, Akahane T, Saikawa S, Nakanishi K, Kubo T, Furukawa M, Noguchi R, Asada K, Kitagawa K, Ozutsumi T, Tsuji Y, Kaya H Yoshiji
  • Journal Title: Hepatol commun. Volume: 1 Pages: 928 945
  • DOI: 10.1002/hep4.1104
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Rifaximin ameliorates hepatic encephalopathy and endotoxemia without affecting the gut microbiome diversity (2018)
  • Author(s): Takaya H, Kaji K, Saikawa S, Furukawa M, Sato S, Sawada Y, Kawaratani H, Kitade M, Moriya K, Namisaki T, Akahane T, Mitoro A, Yoshiji H
  • Organizer: EASL
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Beneficial effects of combined farnesoid X receptor agonist(INT747) and dipeptidyl peptidase-4 inhibitor(sitagliptin) on hepatic fibrogenesis in a rat model of nonalcoholic steatohepatitis (2017)
  • Author(s): Shimozato N, Namisaki T, Moriya K, Kitade M, Takeda K, Kawaratani H, Kaji K, Okura Y, Takaya H, Sawada Y, Nishimura N, Sato S, Saikawa S, Seki K, Furukawa M, Nakanishi K, Kubo T, Yoshiji H
  • Organizer: AASLD
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ADAMTS13 deficiency exacerbates acute liver failure with enhanced VWF accumulation and hepatic inflammation in mice. (2017)
  • Author(s): Takaya H, Kaji K, Kitade M, Seki K, Saikawa S, Nishimura N, Sato S, Sawada Y, Okura Y, Kawaratani H, Akahane T, Moriya K, Namisaki T, Mitoro A, Yoshiji H
  • Organizer: AASLD
  • Int'l Joint Research