2013 Fiscal Year Annual Research Report
脳関門Ｐ糖タンパクの単分子輸送活性と発現量に基づく薬物脳移行性の病態変動の解明
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23790170
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
内田 康雄 東北大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (70583590)
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| Keywords | 病態血液脳関門 / P糖タンパク / 単分子輸送活性 / 絶対発現量 / In vivo機能の再構築 / Caveolin1 / 炎症 / Pharmacoproteomics |
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| Research Abstract |
H24年度の解析で、血液脳関門（BBB）のP-gpの単分子輸送活性は病態（炎症・酸化ストレス）条件下において低下することが示され、in vitro実験系からin vivoでの単分子輸送活性を推定するためには、この単分子輸送活性の低下メカニズムを解明することが必須であり、この解明によって本課題の当初の目標を達成できるという見解に至った。H25年度は、最終段階として、このメカニズム解明を行うことを目的とした。あらゆるメカニズムの中から最も重要なものを解明するために、網羅的高感度リン酸化プロテオミクスの手法を用いて、病態（酸化ストレス・炎症）条件下のヒト脳毛細血管内皮細胞におけるリン酸化蛋白質のリン酸化量の変動を網羅的に解析した。その結果、最もリン酸化量の変動が顕著な分子としてcaveolin1を同定した。LC-MS/MSのSRM modeを用いた、caveolin1のリン酸化部位Tyr6, Tyr14, Tyr25及びTyr42に対する高感度定量系を用いて、各リン酸化部位を定量し、単分子輸送活性との関係を解析した結果、炎症酸化ストレス物質の過酸化水素の暴露濃度を変えることで、Tyr14のリン酸化量と単分子輸送活性が良好に相関した（R2 > 0.91）。以上より、P-gpの単分子輸送活性の変動機構を解明した。3年間の本課題を通じて、中枢疾患ではBBBのP-gpの絶対発現量あるいは単分子輸送活性が変動する病態があることを解明し、単分子輸送活性の変動機構としてcaveolin1のTyr14のリン酸化が重要であることを解明し、てんかんをモデルとして、in vitroで計測可能な単離脳毛細血管のP-gpの絶対発現量と単分子輸送活性の統合によって病態時のBBBのP-gpの輸送活性をin vitroから再構築できることを証明し、病態時の薬物脳移行性の予測法をはじめて確立することに成功した。
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[Journal Article] Validation of uPA/SCID mouse with humanized liver as a human liver model: protein quantification of transporters, cytochromes P450, and UDP-glucuronosyltransferases by LC-MS/MS2014
Author(s)
Ohtsuki S, Kawakami H, Inoue T, Nakamura K, Tateno C, Katsukura Y, Obuchi W, Uchida Y, Kamiie J, Horie T, Terasaki T
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Journal Title
Drug Metab Dispos
Volume: in press
Pages: in press
Peer Reviewed
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[Journal Article] A Study Protocol for Quantitative Targeted Absolute Proteomics (QTAP) by LC-MS/MS: Application for Inter-Strain Differences in Protein Expression Levels of Transporters, Receptors, Claudin-5, and Marker Proteins at the Blood-Brain Barrier in ddY, FVB, and C57BL/6J mice.2013
Author(s)
Y Uchida, M Tachikawa, W Obuchi, Y Hoshi, Y Tomioka, S Ohtsuki, T Terasaki
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Journal Title
Fluids Barriers CNS
Volume: 10
Pages: 21
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Targeted Proteomic Absolute Quantification on Transporters of Human Pancreatic Cancer Cells with Gemcitabine-resistance.2013
Author(s)
Y Ueno, S Hoshino, N Tsuchida, S Nakata, Y Uchida, K Sekine, YW Zheng, M Kurata, S Morinaga, Y Miyagi, T Yokose, I Endo, T Terasaki, H Hirano, H Taniguchi
Organizer
Human Proteome Organization (HUPO) 12th Annual World Congress
Place of Presentation
パシフィコ横浜（横浜）
Year and Date
20130914-20130918
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