Wntシグナル経路を介した薬物代謝酵素の変動が精神神経疾患治療に与える影響の解明

Research Project

Project/Area Number	19K23810
Research Category	Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	0801:Pharmaceutical sciences and related fields
Research Institution	Meijo University
Principal Investigator	榊原有季子名城大学, 薬学部, 助教 (40848503)
Project Period (FY)	2019-08-30 – 2021-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000) Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	Wntシグナル経路 / グルクロン酸転移酵素 / 薬物代謝酵素 / 抱合酵素 / 精神神経疾患
Outline of Research at the Start	精神神経疾患患者は増加の一途を辿り、治療法の確立は急務である。精神神経疾患の新たな治療標的としてWntシグナル経路が注目されている一方で、Wntシグナル経路を介した薬物代謝酵素の発現量変動が報告されている。薬物代謝酵素の一つである抱合酵素は、精神神経疾患の治療薬や神経伝達物質の代謝に関与する。しかし、Wntシグナル経路を介した抱合酵素の発現変動は未解明である。抱合酵素の変動が脳で生じた場合、脳内の薬物量や神経伝達物質の量が変動し、治療効果に影響を与える可能性がある。本研究では、Wntシグナル経路を介した抱合酵素の発現変動を明らかにし、精神神経疾患の薬物治療の適正化に与える影響の解明を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	当該年度では、Wnt/β-catenin（β-cat）経路介したグルクロン酸転移酵素（UGT）の発現変動を解明することを目的として検討を行った。はじめに、ヒト肝癌由来のHuH-7細胞に対し、Wnt/β-cat経路を活性化する代表的な薬物である塩化リチウム（LiCl）とCHIR-99021、さらにWnt/β-cat経路を抑制するスリンダクを曝露し、UGT1Aとβ-catの標的遺伝子であるLGR5のmRNA発現変動を検討した。UGT1A1、UGT1A6およびLGR5のmRNA発現量はLiClおよびCHIR-99021の曝露により有意に増加した。また、LiClおよびCHIR-99021曝露によるUGT1A6 およびLGR5 mRNAの増加は、スリンダクの共曝露により抑制された。一方で、UGT1A1 mRNA 発現量の増加はスリンダク共曝露により抑制されなかった。これより、UGT1A6 mRNA発現量はWnt/β-cat経路を介して変動する可能性が示されたとともに、UGT発現に対するWnt/β-cat経路の寄与は分子種によって異なることが示唆された。次にUGT1A6 mRNAの常在的発現が認められているヒト神経由来のT98G細胞にLiClを曝露し、UGT1A6 mRNAの発現変動を検討したが、UGT1A6 mRNA発現量の増加は認められなかった。そこで、T98G細胞での常在的なLGR5 mRNA発現量を定量したが、検出限界以下であり、また、LiCl曝露によってもLGR5 mRNA発現量は増加しなかった。したがって、T98G細胞ではLiCl曝露によるWnt/β-cat経路の活性化が生じず、これはUGT1A6 mRNA発現量が増加しなかった要因の一つだと考えられた。HuH-7細胞とT98G細胞間でのWnt/β-cat経路活性化における差異の要因を解明するためにはさらなる検討が必要である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当該年度では、培養細胞を用いたWnt/β-cat経路介したUGTの発現変動に関して、予定していた検討は概ね実施できた。HuH-7細胞を用いた検討では、UGT1A6 mRNA発現量がWnt/β-cat経路を介して変動する可能性が示された。また、T98G細胞ではLiClによるWnt/β-cat経路の活性化が生じず、UGTの発現変動が認められないことを明らかにしたが、細胞間におけるWnt/β-cat経路の活性化の差異に関するメカニズムを解明するには至っていない。これらの研究成果から得られた知見に関して学会発表を行った。来年度では、T98G以外の神経由来細胞やラット肝および脳での検討を行うことにより、Wnt/β-cat経路を介したUGT発現変動の臓器差についても解明を進める予定である。
Strategy for Future Research Activity	当該年度では、Wnt/β-cat経路経路を活性化させる代表的な薬物を用い、UGTの発現変動について検討を進めた。次年度では、精神神経疾患に対し臨床的に使用されており、Wnt/β-cat経路を活性化させることが報告されている薬物として、クロザピンやハロペリドールを用いたUGTの発現変動の解明を行う。また、培養細胞を用いた検討によりUGTの発現変動が認められた薬物をラットへ投与し、ラット肝および脳でのUGT発現とWnt/β-cat経路の関係についてmRNAのみならず酵素活性レベルでの解明を進める。