2020 Fiscal Year Research-status Report
iPS細胞由来腸管細胞によるバイオ医薬及び高機能DDSの経口吸収性予測精度の検証
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20K07005
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| Research Institution | Kobe Gakuin University |
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Principal Investigator |
武田 真莉子 神戸学院大学, 薬学部, 教授 (70257096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
亀井 敬泰 神戸学院大学, 薬学部, 講師 (40637451)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 薬物送達システム / in vitro-in vivo相関 / 細胞膜透過ペプチド / 吸収改善 / 生体膜膜透過性 / iPS細胞由来腸管上皮細胞 / 中分子薬物 / バイオ薬物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、我々の研究において、生体膜透過性を強力に改善できる高機能DDS技術：細胞膜透過ペプチド（Cell-penetrating peptides：CPPs）が、Biopharmaceutics Classification System（BCS）クラスⅢに属する難吸収性低~中分子薬物およびバイオ薬物の経口吸収性を高めることを明らかにしたが、同時にin vivoにおけるその作用はin vitro実験における結果と大きな乖離があることを見出した。つまり、高度なDDS機能のin vivoパフォーマンスは、in vitro細胞実験で再現することができず、in vitroからin vivoへの経口BA予測が困難な状況にあると言える。現在、よりヒトに近い評価系として、ヒトiPS細胞から作製したヒト小腸細胞が注目されている。しかしながら、DDSに関連したiPS細胞由来腸管上皮細胞の有用性についてはまだほとんど検証されていないため、本研究によりその点を詳細に明らかにすることを目的とする。1年目は、比較対象となるCaco-2細胞を用いてin vitro評価系の確立を開始した。まず始めにモデル化合物として水溶性低分子でP-gp基質であるRhodamine123を用い、Caco-2細胞を播種したトランズウェルにより膜透過性および細胞内在化率、P-gp阻害剤の機能が検出可能か否かについて検討し、実験条件を最適化し実験系を確立した。その後、薬物としてMethotrexate (MW454)、CPPsとしてペネトラチンを用いて、膜透過性および細胞内在化率の再現性を評価し、再現性に問題ないことを確認した。次に同一条件で、iPS細胞由来腸管上皮細胞 (F-hiSIEC（富士フィルム）を用いた評価を開始した。現在、その結果を解析中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度において、Caco-2細胞での実験の最適化ならびに再現性を評価し、iPS細胞由来腸管上皮細胞の評価を開始する予定であったが、コロナ禍の影響で大学が断続的に閉鎖され、主実験者が思うように実験を進めることが困難であった。また、研究協力者である学部学生についても、研究の中止を余儀なくされたため、実験計画に遅れが生じた。しかし、現在では状況が改善しているので、遅れを取り戻すべく実験を進めることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
予定通り、中分子薬物としてMethotrexate (MW454)、バイオ薬物としてインスリン、細胞膜透過ペプチドとしてペネトラチンを用いて、膜透過性および細胞内在化率について、Caco-2細胞およびiPS細胞由来腸管上皮細胞 (F-hiSIEC（富士フィルム）を用いて比較検討する。CPPsの作用機構についても、エンドサイトーシス阻害剤や、温度などの実験条件を検討しながら評価する予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で、研究活動に多大な制約がかかり、計画通りに実験を実施することが出来なかったため、次年度使用額が発生した。2年目は、初年度の遅れを取り戻し、当初予定の実験計画を精力的に進めている。
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