2015 Fiscal Year Annual Research Report
3次元培養を用いた化学物質による薬物代謝酵素の分解に伴う毒性変動評価
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26293029
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
太田 茂 広島大学, 医歯薬保健学研究院(薬), 教授 (60160503)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐能 正剛 広島大学, 医歯薬保健学研究院(薬), 助教 (00552267)
古武 弥一郎 広島大学, 医歯薬保健学研究院(薬), 准教授 (20335649)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 3次元培養 / 薬物代謝酵素 / 化学物質 / ユビキチンプロテアソーム / オートファジー / アセトアミノフェン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
化学物質によるチトクロームP450（CYP）などの薬物代謝酵素タンパクの発現誘導メカニズムは整理されてきたものの、薬物代謝酵素タンパクに分解に与える影響に関しての研究は少ない。誘導・分解に伴う薬物代謝酵素の発現量は、代謝物生成による解毒化、活性化につながることからも本研究は重要な位置づけとなる。薬物代謝酵素の発現・分解を評価するためには、安定した発現維持する細胞培養系が必要となる。そこで、in vivo生体に近い環境を維持することが期待されている3次元細胞培養系に着目した。薬物代謝酵素の発現量が多い肝細胞の3次元培養系においてその培養期間中は、CYP3Aのタンパク発現量は維持していたが、解熱鎮痛剤アセトアミノフェンを肝細胞に曝露したところ、CYP3AのmRNA発現量は増加しなかったが、タンパクや活性は増加することが明らかとなった。これは、アセトアミノフェンの転写活性化ではなく、CYP3Aタンパクの分解プロセスであるユビキチンプロテアソーム系の阻害によることが示唆された。アセトアミノフェンは、高用量摂取によって肝毒性の原因となる毒性代謝物NAPQIがCYPによって生成することが報告されている。アセトアミノフェンによる肝障害には、CYP3Aタンパク分解によるCYP3Aの活性上昇も起因している可能性がある。また、CYP3Aで代謝される医薬品との併用による薬物間相互作用も考えていく必要がある。また、このような化学物質が他にも存在していないか調べていく必要もあるだろう。
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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
アセトアミノフェンによるCYP3Aの発現、活性上昇は、CYP3Aタンパクの分解に関わるユビキチンプロテアソーム系の阻害であることを見出すことができた。また、アセトアミノフェン以外にもこのような薬物代謝酵素を分解する化学物質のスクリーニングも行っており、おおむね順調に進展しているものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
化学物質のCYP3A以外の薬物代謝酵素の分解に与える影響とそのメカニズムの解明や、薬物代謝酵素の分解抑制もしくは促進に伴う毒性発現評価についても行っていく必要がある。また組織の違いによって影響が異なることも想定され、神経細胞の3次元培養系も用いて評価していきたい。さらには、in vivoレベルでの同様な影響がみられるか精査する必要もある。
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| Causes of Carryover |
当初、肝細胞だけでなく組織の違いによる薬物代謝酵素の発現変動を評価するために、神経細胞での評価も予定していたが、アセトアミノフェンのCYP3Aの分解抑制メカニズム解明と論文投稿に注力したため、使用額に変更を生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度では、アセトアミノフェン以外の薬物代謝酵素の分解に影響を与える化学物質の探索、メカニズム解明、および神経細胞での薬物代謝酵素の変動や、in vivo生体での薬物代謝酵素の変動を評価するために必要な経費を充当する。
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