2016 Fiscal Year Annual Research Report
Assessment of toxicity associated with protein degradation of drug-metabolizing enzymes by cehemicals in three-dimensional culture
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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 | 薬物代謝酵素 / ユビキチンプロテアソーム / アセトアミノフェン / 3次元培養 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
薬物代謝酵素の転写活性化に基づく酵素誘導メカニズムは明らかとなってきているが、薬物代謝酵素タンパク質の分解制御に関する研究は少ない。薬物代謝酵素の発現から分解までのライフサイクルを理解することは、医薬品等の化学物質の解毒や代謝物による毒性発現を考える上で重要となる。薬物代謝酵素の発現が一定に維持することが期待される肝細胞の３次元培養系を用いて、薬物代謝酵素チトクロームP450のうちCYP3Aに着目して、そのタンパク質分解に影響を与える化学物質の探索およびそのメカニズム解明を行った。解熱鎮痛剤アセトアミノフェンをラット肝細胞の3次元培養系に曝露したところ、CYP3AのmRNA発現には影響を与えないものの、タンパク質発現量やそれに伴う酵素活性が増加する現象が観察された。これは、アセトアミノフェンが、CYP3Aのタンパク分解過程であるユビキチンプロテアソーム系を、ユビキチンリガーゼであるgp78タンパクの発現抑制を介して阻害することによるものと示唆された。期間中にgp78タンパクの発現低下の詳細なメカニズムは明らかにできなかったが、アセトアミノフェンの反応性代謝物NAPQIによる寄与はないことは示唆され、アセトアミノフェン自身が阻害に寄与している可能性がある。アセトアミノフェンはCYP3AによってNAPQIが生成し肝毒性を惹起することが知られているため、アセトアミノフェンによるCYP3Aタンパク質増加に伴う酵素活性の増加は、NAPQIへの代謝経路を促し、毒性に起因していることも考えられた。さらには、アセトアミノフェン以外にフェノール性水酸基の構造異性体が同様にCYP3Aタンパクと酵素活性を増加することも分かった。構造活性相関の理解は、本メカニズム解明につながるものと期待される。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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