ビスホスホネートの投与経路による細胞内取込機構解明と副作用を克服した投与法の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K10217
• Research Institution: Tsurumi University
• Principal Investigator: 船山 ひろみ 鶴見大学, 歯学部, 講師 (00359530)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 脇田 亮 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (60376712)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ビスホスホネート / 炎症性副作用

Outline of Annual Research Achievements

骨吸収抑制薬 bisphosphonates (BPs) は、分子内に窒素を導入する構造改変により驚異的に活性が強化されたが、窒素含有 BPs (N-BPs) は炎症性副作用(発熱・顎骨壊死など)のリスクを伴う。研究代表者らは、N-BPs にはコレステロール合成経路抑制に起因する固有の炎症・壊死作用があること、分子内に窒素を有しない non-N-BPs は N-BPs の炎症・壊死作用を抑制することを発見した。BPs の薬物動態は投与方法によって異なる。本研究では BPs の投与経路による細胞内取り込み機序の詳細を解明し、N-BPs の副作用の克服と、鎮痛効果を利用した歯科での応用が可能な投与方法の開発を目的とする。
本年度は、Minodronate (商品名リカルボン/ボノテオ：N-BP)の経口投与を検討した。単独経口投与では、炎症性副作用の発現を再現することは難しく、条件設定に時間がかかった。投与3時間前から禁食・禁水し、Minodronate（10 mM）を0.1 ml/10 g body weightで経口投与を行った（100 micro mol/kg）。Minodronate の腹腔内投与（20 micro mol/kg）をpositive control として用いた。Minodronateの単独投与のみでは血清・脾臓・肝臓・胃・胸筋・大腿骨のIL-1βの上昇は認められなかった。Minodronate の腹腔内投与で認められる胸水の増加についても経口投与では認められなかった。Minodronateの経口投与の直後にLPS（E.coli: 100 micro g/kg）を投与し、炎症反応の増強を図ったところ、胃の組織での IL-1βの増加が認められた。今回得られたMinodronateとLPSとの併用投与を用いて次年度以降の実験を計画する。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

今年度は、新型コロナウイルスの感染拡大による緊急事態宣言の発令や感染予防のための措置のため、予定していた研究を継続して行うことが困難であった。また、Minodronateの経口投与の条件設定に時間がかかり、研究の進行が遅延してしまった。

Strategy for Future Research Activity

Minodronateの 単独経口投与による炎症性副作用の発現はやはり困難で、今回得られたLPSとの併用で実験の継続を試みる。来年度は経口投与、腹腔内投与、静脈内投与、経皮的投与の比較を検討する。用量依存性、経時的変化および投与のタイミングについて検討する。炎症の指標は、脾臓重量と胸水量の測定、胃を摘出し胃内の出血の有無を観察、血清・脾臓・肝臓・胃・胸筋・大腿骨のIL-1βなどの炎症性サイトカインを測定する予定である。

Causes of Carryover

（理由）新型コロナウイルスの感染拡大による緊急事態宣言の発令や感染予防の措置のため、予定していた研究を継続して行うことが困難であった。また、Minodronateの経口投与の条件設定に時間がかかり、研究の進行が遅延してしまった。
（使用計画）当初行う予定だったマウスでのin vivo実験を次年度に延期したため生じたものであり、令和3年度請求額を合わせて使用する予定である。