2018 Fiscal Year Research-status Report
薬物輸送および代謝のバイオマーカーを統合的に用いた薬物動態予測法の開発
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17K15536
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| Research Institution | Yokohama College of Pharmacy |
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Principal Investigator |
吉門 崇 横浜薬科大学, 薬学部, 講師 (70535096)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 薬物間相互作用 / トランスポーター / 内在性基質 / バイオマーカー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
薬物動態を決定する要因として、肝臓に発現する薬物輸送体と代謝酵素が重要である。肝臓のOATP1Bsは高脂血症治療薬や経口血糖降下薬等のアニオン性薬物の肝取り込みを担っており、薬物間相互作用や個人差の観点でも重要である。本研究では、肝OATP1Bsを主要なターゲットとし、プローブ薬を投与することなく、内因性基質の血漿中濃度推移を用いることで、医薬品および候補化合物の体内動態を予測する方法論を構築することを目的とする。生理学的薬物速度論（PBPK）モデルを内因性基質に関して構築することにより、今までのような相関論にとどまることなく初めて定量的な予測が可能となる。平成３０年度は、OATP1Bsの内在性基質として感受性・特異性が高いコプロポルフィリンI（CP-I）のPBPKモデルを構築し、重点的に解析した。平成２８年度に実施した臨床DDI試験「リファンピシンによるスタチンおよび内在性基質の体内動態への濃度依存的影響」の血漿中濃度測定により得られたデータを用いて、CP-Iに対する影響をもとにin vivo阻害定数（in vivo Ki）を最適化計算し、in vitro Kiの比を考慮した上でスタチンに適用することで、相互作用の説明を試みた。in vitro Kiの基質依存性を考慮しなかった場合に比べて、考慮した場合は濃度推移、AUCとも良好な予測結果となった。さらに、OATP1B1およびOATP1B3の寄与率を求めるin vitro実験（relative activity factor method）を行い、OATP1B1が主要な役割を担うことを定量的に明らかにした。これは、OATP1B1をコードするSLCO1B1の遺伝子多型により、CP-Iの血中濃度が顕著に上がることを示した我々の研究と矛盾しなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２８年度に理研-P1クリニック-東大で共同実施した臨床試験において、OATP1B基質薬として４種スタチンをカセットで投与し、300 mgおよび600 mgのリファンピシン併用によるOATP1B阻害の影響を評価することを目的とした。まずは、OATP1B内在性基質として感受性・特異性が高いと推測されたCP-Iに着目し、非相互作用時の定常状態（CP-Iの場合は日内変動が観察されず）を説明可能な理論式をクリアランス概念および体内物質収支を考慮して導いた。以前に我々が報告した標準的なPBPKモデルの構築法に基づき、CP-IのPBPKモデルを構築した。リファンピシンによるCP-I体内動態への影響を予測する上で、OATP1Bsの阻害定数（Ki）が必要となる。非線形最小二乗法に基づいた臨床データ（非相互作用時および相互作用時）に対する同時フィッティング（最適化計算）により、リファンピシンによるin vivo Kiを含む未知パラメータを最適化した。一方、OATP1B1/1B3発現細胞を用いてKiを評価したところ、基質をCP-Iおよびスタチンとした場合で異なる結果が得られたことから、Kiの基質依存性が考えられた。CP-Iに対するin vivo Kiと、in vitro Kiの比（スタチン/CP-I）を考慮し、in vivo Kiを補正した上でスタチン血漿中濃度推移への相互作用による影響をシミュレーションしたところ、観察データ（血中濃度推移、AUC）を良好に説明できた。さらに現在は、肝取り込み過程におけるOATP1B1/1B3とその他のトランスポーターの寄与率、胆汁排泄過程におけるMRP2の寄与とリファンピシンによる阻害作用の解析、MRP2欠損ラット（EHBR）を用いたCP-IおよびコプロポルフィリンIII（CP-III）の体内動態解析を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度に理研-九大-東大で共同実施した自主臨床試験では、OATP1B1の遺伝子多型（SLCO1B1 521T>C、機能低下型）で層別化（野生型、変異型ヘテロ、変異型ホモ）した被験者に、ピタバスタチン（OATP+胆汁排泄）、ロスバスタチン（OATP+胆汁排泄+尿排泄）、フルバスタチン（OATP+代謝+胆汁排泄）、アトルバスタチン（OATP+代謝）をカセットで投与し、内因性基質とともに血漿中濃度を測定した。また、最近になって別の研究グループから、SLCO1B1の遺伝子多型で層別化した後に、別のOATP阻害薬（シクロスポリン）による内因性基質への影響を見た臨床試験が報告された。平成３１年度は、遺伝子多型によるOATP活性低下率を解析した上で、多型ごとにCP-I血中濃度推移をシミュレーションすることで、PBPKモデルが適切であるかをバリデーションする。さらに、CP-IIIについてもPBPKモデルを構築する。CP-IIIはCP-Iと良く似た体内動態を示すと考えられているが、MRP2の機能低下時（ABCC2遺伝子変異、Dubin-Johnson syndrome）に尿排泄の変動が異なるなど、相違も見られる。CP-IおよびCP-IIIを同時に解析することで、OATP1BとMRP2の相互作用への寄与を分離できる可能性があるため、MRP2欠損ラット（EHBR）やOATP1B/MRP2発現系を用いた解析を実施することにより、体内動態が異なるメカニズムを明らかにし、PBPKモデルに反映させる。本研究を効果的に進めるために、臨床データ解析に基づいたモデル構築とin vitroおよびin vivoにおける検討を並行して実施し、相互に弱点を補うことで、PBPKモデルの高精度化を効率的に実施する。
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| Causes of Carryover |
平成２９年度は４月より理化学研究所から横浜薬科大学に異動し、コンピュータを用いた解析（PBPKモデル解析）を重点的に実施したため、物品費としての使用が抑えられた。また、解析に最低限必要な実験は、理化学研究所の設備を客員研究員として使用することで実施したため、物品費を抑えることができた。平成３０年度は、現所属機関におけるin vitro実験系の立ち上げを行ったため、物品費としての使用が生じたが、研究目的を達成するために更なる期間の延長が必要であると判断し、延長申請を行った。このため、次年度（平成３１年度）使用額が生じた。平成３１年度は、前年度に立ち上げたin vitro実験系をもとに多数のデータを取ることと、MRP2欠損ラット（EHBR）を用いた体内動態解析を行うことから、物品費が140万円程度かかる見込みである。さらに、本研究課題の成果報告を少なくとも日本薬剤学会年会（富山）と日本薬物動態学会年会（つくば）で行う予定であるため、これらの旅費を計上する。併せて論文の英文校閲および投稿費用も計上する。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Effect of OATP1B1 genotypes on plasma concentrations of endogenous OATP1B1 substrates and drugs, and their association in healthy volunteers.2019
Author(s)
Mori D, Kashihara Y, Yoshikado T, Kimura M, Hirota T, Matsuki S, Maeda K, Irie S, Ieiri I, Sugiyama Y, Hiroyuki K.
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Journal Title
Drug Metab Pharmacokinet.
Volume: 34
Pages: 78-86
DOI
Peer Reviewed
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