An exploratory study of the relationship between vascular endothelial glycocalyx disorders and blood levels of antimicrobial agents.

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K16623
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 手塚 宜行 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 特任教授 (90868209)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 血管内皮障害 / グリコカリックス / 敗血症 / 熱傷 / 抗菌薬 / 薬物血中濃度

Outline of Annual Research Achievements

血管内皮グリコカリックスは血管の恒常性維持に重要な役割を果たしており、血管内皮障害に伴う血管透過性の亢進に関与することから注目を集めている。敗血症や重症熱傷での血管内皮障害メカニズムについての研究が散見され始めてはいるものの、血管内皮障害と抗菌薬の薬物動態に着目した報告はない。本研究では敗血症性血管炎と重症熱傷の血管内皮グリコカリックスへの影響を明らかにするとともに、血管内皮障害を来した場合の抗菌薬の薬物動態について、動物モデルを用いて検討する。
2022年度では、リポポリサッカライドを投与した敗血症性血管炎モデルマウスと、重症熱傷モデルマウスではいずれもシンデカン-1が上昇していることから、いずれのモデルマウスでも血管内皮障害を生じていることが確認できた。
2023年度では、重症熱傷モデルマウスでの薬物血中濃度の測定を行った。マウスではヒトより薬物代謝速度が速く、メロペネム投与6時間後の血液検体では薬物血中濃度が測定感度未満になってしまうことが確認されたため、薬物血中濃度の適切な投与後評価時間の検討を行った。その結果、投与15分後の薬物血中濃度で評価することとした。熱傷受傷による薬物血中濃度の違いを確認するため、炎症の活動性の高い受傷6時間後にメロペネムを投与し、その15分後に血液検体を採取した。熱傷受傷群（5匹）とコントロール群（5匹）において、メロペネムの血中濃度の平均値は5.75μg/mLと7.67μg/mLであり、熱傷受傷群において統計学的有意にメロペネムの血中濃度が低いことを確認できた。現在、同検体でのシンデカン-1の測定を行っているところである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

マウスではヒトより薬物代謝速度が速く、メロペネム投与6時間後の血液検体では薬物血中濃度が測定感度未満になってしまうことが確認されたため、薬物血中濃度の適切な投与後評価時間の検討を行った。この検討に時間を要した為、本研究課題の進捗状況がやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

メロペネム投与後の薬物血中濃度測定の時期の検討が十分行えたため、今年度に得られた結果をもとに、敗血症モデルマウスと重症熱傷モデルマウスにおけるメロペネムの血中濃度と血管内皮障害の指標としてシンデカン-1の血中濃度の違いを明らかにしていく。また血管内皮特異的にグリコカリックスの構成成分を選択的にノックアウトしたマウスでの血管内皮グリコカリックスの同定と、メロペネムとシンデカン-1の血中濃度の測定と、その関連性の評価を行っていく予定である。

Causes of Carryover

実験で使用する試薬について、研究室単位で個別に発注するのではなく、複数の研究室で必要な量をまとめて一括で購入することや、物品の使用方法の工夫などにより、当初計画よりも経費が節約できた。
2024年度は円安の影響により実験で使用する試薬等の物品の価格高騰が推定されるため、その費用として使用する予定である。