リアルタイム可視化アッセイによるオピオイド受容体細胞内動態解析と新規鎮痛法の開拓

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08858
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 村田 寛明 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (90437856)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上園 保仁 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (20213340) ; 宮野 加奈子 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 研究員 (50597888)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: オピオイド / 脱感作

Outline of Annual Research Achievements

前年度に実施したスクリーニング結果を踏まえ、In vitro実験としてCellKeyシステムを用いたGPCR活性解析を継続して実施した。本年度はオピオイド鎮痛薬併用実験としてレミフェンタニル（RF）とフェンタニル（FEN）に焦点を絞り解析を行った。
RFとFENはいずれも全身麻酔下に手術を行う際に用いられるオピオイド鎮痛薬である。RFの方がFENよりも調節性に優れることから、近年の全身麻酔管理には専らRFが使用される。逆にRFは効果消失が早いため、手術終了時には安定した術後鎮痛効果を得るためにRFからFENへの切替が一般的である。また、がん性疼痛や慢性疼痛のコントロールで既にFENを投与されている患者が全身麻酔下に手術を受ける際は、FENからRFへ切替あるいは両者の併用を行うことになる。このような臨床的シナリオを想定し、RFとFENの併用あるいは切替を行った際に生じる脱感作の傾向について検討した。
μオピオイド受容体を過剰発現したHEK293細胞株（Halo-MOR/HEK293）にRF/FENのいずれかを投与し、引き続いてRF/FENのいずれかの追加あるいはいずれかへの変更処理を行い、CellKeyシステムを用いてμオピオイド受容体の脱感作を評価した。1回目および2回目のRF/FEN投与濃度をそれぞれ独立して段階的に変化させ、各組合せにおける脱感作の程度を解析した。1回目と2回目のRF/FEN投与間隔は30分とした。
1回目FEN/2回目FENの投与、1回目RF/2回目RFの投与と同一のオピオイド鎮痛薬を追加投与した場合、いずれも1回目の投与濃度が低い段階から2回目投与時の脱感作が認められた。一方、1回目FEN/2回目RFの投与を行った場合、やはり濃度依存性に脱感作を認めたが、1回目FEN/2回目FENの場合とは異なる反応性を示した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度はオピオイド鎮痛薬の併用、特にRFとFENの併用に関するデータを蓄積することができた。しかし、昨年度のCellKeyシステムを用いたGPCR活性スクリーニングに要した時間を取り戻すには至らず、全体としてはやや遅れている状況である。また、オピオイド鎮痛薬の併用パターンとして1回目RF/2回目FENという組合せも想定しているが、これに関しては現在データの蓄積が進行している状況である。

Strategy for Future Research Activity

CellKeyを用いたGPCR活性解析の結果、RFおよびFENの併用/変更法を調整することにより脱感作のパターンが異なることが示唆された。臨床的意義が見込めin vivo実験に進める価値のある組み合わせのある投与法を見出し、2020年度中にはリアルタイム可視化アッセイを開始する計画である。リアルタイム可視化アッセイに用いる電子顕微鏡システムがより高性能のものに更新されたため、同時に新システムでの最適なリアルタイム可視化アッセイのプロトコール確立を進める。

Causes of Carryover

本年度に予定していたリアルタイム可視化アッセイ実験を実施する回数が少なかったため、試薬等に使用する予算を必要としなかった。一方で、実施回数が想定より多かったCellKeyアッセイに用いる器材等は追加購入を必要としなかった。次年度は、リアルタイム可視化アッセイの実施回数が増えることが想定されるため、そこに次年度使用額を充当する予定である。