薬物代謝酵素と薬物トランスポーターの遺伝子発現における相互調節機構の解明

• Project/Area Number: 19K23814
• 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: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 藤野 智恵里 立命館大学, 薬学部, 助教 (30844253)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥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: 薬物代謝酵素 / 薬物トランスポーター / 遺伝子発現調節 / 薬物動態変動要因

Outline of Research at the Start

薬物代謝酵素や薬物トランスポーターの遺伝子発現が変動することで医薬品の体内動態が変動し、薬効や副作用発現に影響を与えることがある。この2つは機能面で協奏的に働いて薬物の代謝・排泄に寄与するため、両方の発現変動を考慮する必要があるが、統合的に評価されていないのが現状である。さらに、生理的条件下において薬物代謝酵素の発現変動に伴い一部の薬物トランスポーターの発現も変動するという知見が副次的に得られていることから、本研究では、薬物代謝酵素-薬物トランスポーター間における遺伝子発現調節の相互関係の解明および内在性物質に着目したメカニズム解明に取り組む。

Outline of Annual Research Achievements

薬物代謝酵素や薬物トランスポーターの遺伝子発現が変動することで医薬品の体内動態が変動し、薬効や副作用発現に影響を与えることがある。この2つは機能面で協奏的に働いて薬物の代謝・排泄に寄与するため、両方の発現変動を考慮する必要があるが、統合的に評価されていないのが現状である。そこで本研究では、薬物代謝酵素-薬物トランスポーター間における遺伝子発現調節の相互関係の解明および内在性物質に着目したメカニズム解明を行うことで、薬物動態変動要因への理解を深めることを目的とした。
当該年度は、基本的な実験系の立ち上げを行い、排泄トランスポーターの一種であるmultidrug resistance-associated protein (MRP) 2のノックダウンによる、各薬物代謝酵素の遺伝子・タンパク質発現への影響について調べた。siRNAを用いてヒト肝癌由来細胞株であるHepG2細胞におけるMRP2のノックダウンを行ったところ、一部の硫酸転移酵素（SULT）分子種においてmRNA発現の顕著な低下がみられた。グルクロン酸転移酵素やシトクロムP450分子種のmRNA発現においては大きな変動がみられなかった。以上の結果より、MRP2と一部のSULT分子種における相互的な発現調節が生じている可能性が示唆された。一方、SULT分子種のタンパク質発現はMRP2ノックダウン時に顕著に低下しておらず、長期的なMRP2の発現低下の影響について検討する必要があると考えられた。今後、MRP2のノックアウト細胞を作製し、SULTの遺伝子・タンパク質発現の解析と、MRP2とSULTにより代謝・排泄される内在性物質に着目したメカニズム解明を行う予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

一部の薬物代謝酵素と薬物トランスポーター間において、相互的な発現調節が生じている可能性を示唆することができた。

Strategy for Future Research Activity

SULTにより生成される胆汁酸やホルモン等の内在性物質の硫酸抱合体は、MRP2の基質となって排泄されることが知られているため、このような内在性物質に着目し、MRP2とSULT間における相互的な発現調節のメカニズム解明を進める予定である。