2013 Fiscal Year Annual Research Report
網膜疾患治療薬送達に向けた血液網膜関門カチオン性薬物輸送機構の解明とその実証
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25293036
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
細谷 健一 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 教授 (70301033)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤沼 伸乙 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 助教 (30467089)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 血液網膜関門 / 有機カチオン性薬物 / ベラパミル / P-糖タンパク質 / TR-iBRB2 / インフラックス / 有機カチオン輸送担体 / 輸送活性・物性相関 |
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| Research Abstract |
本研究は血液網膜関門（BRB）に存在するベラパミルを認識する有機カチオン化合物促進的輸送機構を応用し、網膜への選択的かつ効率的な薬物送達法実現を目的としている。平成25年度はその実施に向け、BRBを構成する関門の一つ、内側血液網膜関門（inner BRB）における有機カチオン輸送特性を明らかにするため、ラットinner BRBモデル細胞であるTR-iBRB2細胞を用い、ベラパミルなどの有機カチオン性薬物の輸送を解析した。カチオン性薬物として、ベラパミルに加え、プロプラノロールやピリラミンのTR-iBRB2細胞への取り込みは担体介在型であり、その輸送は既知カチオン輸送担体（OCT・OCTN・MATE・PMAT）の基質では阻害されず、それらの基質ではない有機カチオン性薬物によって阻害された。さらに、ベラパミルとプロプラノロールについて、in vivoラットBRBを介した循環血液から網膜への移行特性をラットretinal uptake index（RUI）にて評価した結果、TR-iBRB2細胞にて阻害が示された薬物の共存にて、網膜へのベラパミルとプロプラノロール移行性が減弱した。従って、inner BRBにおけるベラパミル・プロプラノロール輸送機構は、循環血液中から網膜への有機カチオン性薬物の輸送に寄与する可能性が高い。
このInner BRBにおける輸送機構の薬物認識特性を明らかにするため、プロプラノロールの輸送に対する各種カチオン性薬物の阻害効果を検証した。その結果、多くの薬物について、プロプラノロール輸送に対する阻害効果（阻害強度・IC50値）と、阻害剤の水-オクタノール分配係数の対数値（log DC）と相関が示された。一方、その結果から外れた薬物・化合物も存在し、今後それらについて輸送特性の同一性と相違を詳細に明らかにすることで、その輸送機構解明に迫る予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本課題初年度に計画したin vitro及びin vivo血液網膜関門（BRB）におけるカチオン性薬物インフラックス評価はほぼすべて実施しており、さらにプロプラノロールをプローブ薬物とした、阻害効果-化合物物性相関解析も早期に完了した。これらの成果について学術雑誌へ投稿し、すでに掲載されたため、初年度研究成果のアウトプットも完了しているため、本課題について概ね順調に進展していると言える。
来年度は、有機カチオン性薬物を認識するBRB排出輸送担体であるP-糖タンパク質（P-gp）の影響を評価するためのP-gp欠損ラットを用いた解析を予定している。本解析について、P-gp欠損ラットの準備は完了しており、すでに予備的検討を進めている。加えて、平成25年度にて得られた阻害効果-化合物物性相関解析を基とし、網膜へ送達させることが有用と判断される薬物について、本輸送機構に認識するか、または認識させるためにはどうすればよいかの計画も立て、すでに一部BRB輸送解析も実施している。
以上のように、平成25年度における研究計画の遂行も問題無く行われ、平成26年度の計画も一部進行していることから、"(2)おおむね順調に進展している"と判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題について、申請時における計画と大きく変更をすること無く、実施する予定である。平成26年度は、"有機カチオン性薬物を認識し、網膜への移行性を制限する排出輸送担体P-糖タンパク質(P-gp)が、網膜へのカチオン性薬物の移行に与える影響を評価すると共に、P-gpの関与が無視出来ないと判断された場合の「網膜へのカチオン性薬物送達に向けた、薬物物性クライテリア」再構築"と、"網膜疾患モデル動物を用いた輸送・薬理的解析"を実施する予定である。さらに、平成27年度に計画した"霊長類（サルなど）における本輸送機構の存在検証"と"有機カチオン輸送システムの分子実体特定・クローニング"を行うための準備も実施する。以上の解析を通じ、網膜疾患に対する薬物の送達、そしてその薬理・治療効果発現への、血液網膜関門(BRB)に存在する有機カチオン性薬物輸送機構の有用性について検証を進める予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度について、必要な放射性同位元素標識化合物や薬物について、必要最小限の数量に抑えると共に、各種in vivo/in vitro解析において必要な動物やプラスチックディッシュなどの消耗品について、当初の計画と比して使用数を最小限に抑えた。さらに、当初の計画と比して配分額が低くなったことから、国外への調査旅行を減らし、国内旅行についても成果発表を中心としたものに抑えた。以上の経費削減努力を実施したため、次年度使用額が発生した。
平成26年度において新たに使用する消耗品（薬物・プラスチック培養器具・ガラス器具）や動物について、使用する予定である。特に、平成26年度に計画しているP-糖タンパク質欠損動物（ラット）の飼育・維持費用が比較的高額なため、それに充てる予定である。さらに、国内のみならず、国外において本課題にて得られた成果を発表するため、成果発表を目的とした国外出張も実施する予定である。
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