血液脳関門を介さない皮膚から脳への新規薬剤輸送機構の解明
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22K18392
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
金田 眞理 大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座教授 (70397644)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
望月 秀樹 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (90230044)
前田 真一郎 大阪大学, 大学院薬学研究科, 講師 (60452398)
小池・熊谷 牧子 大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座助教 (30391949)
中村 歩 大阪大学, 医学部附属病院, 薬剤師 (40602686)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
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| Keywords | シロリムス局所外用療法 / シロリムス / 新規薬剤輸送機構 / 中枢神経病変治療用外用薬 / 血液脳関門 / 結節性硬化症 / てんかん |
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| Outline of Research at the Start |
結節性硬化症(TSC)はmTORC1(エムトールC１)の恒常的活性化で、全身に腫瘍やてんかんを発症する遺伝性疾患である。TSCの皮膚病変治療薬である、mTORC1阻害薬シロリムスの塗り薬を使用していた患者の中に、皮膚への少量塗布で血中シロリムス濃度の上昇なく、てんかんが改善する患者が現れた。そこでてんかんを有するTSCのモデルマウスで検討したところ、マウスでも同様の結果が得られた。皮膚塗布により、シロリムスが血液を介さずに、脳へ輸送された可能性が考えられた。本研究ではその機構の解明を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
結節性硬化症の皮膚病変治療薬である、mTORC1阻害薬シロリムスの塗り薬を使用した患者の中に、皮膚への少量塗布で血中シロリムス濃度の上昇なく、てんかんが改善する患者が現れた。そこで、皮膚塗布により、シロリムスが血液を介さない新規のルートで脳へ輸送され効果を発揮したと考え、その機構の解明を目指すことにした。皮膚塗布により、血液脳関門を介さずに中枢への薬剤輸送が可能になれば、中枢神経病変治療薬の開発を阻む血液脳関門の問題が解決され、中枢神経病変の治療薬の開発に進展をもたらすことができる。
今年度は、まず、てんかんを発症し、シロリムスの全身投与で治癒する、結節性硬化症のモデルマウス（TscMitf CKOマウス）を用いてシロリムス外用薬のてんかん抑制効果を検討した。その結果結節性硬化症のモデルマウスにおいてもシロリムスの外用でてんかん発作の消失や頻度の低下が認められ、これらの効果は外用中止で消失することが確認できた。さらに、マウスの脳のManganese-mediated MRIを用いた検査により、結節性硬化症モデルマウスの脳では神経細胞やグリア細胞の活性化の異常が認められ、シロリムス外用薬の皮膚への塗布でそれらの異常が改善されることも確認した。以上よりマウスにおいても、シロリムスの局所外用により、てんかんが抑制されると考えられた.
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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
現時点では概ね予定通りの進捗であるが、ロシアのウクライナ侵攻などの影響で、一部の試薬の入手に時間がかかり、一部の実験でやや遅れ気味のものがあった。ただし、2023年度に入って遅れを取り戻しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
TSCモデルマウスでのシロリムスの外用によるてんかん発作の抑制が確認できたので、コントロールマウスでもTSCモデルマウスと同様の結果が認められるかを検討する。
さらに、外用によるてんかん抑制の機序について検討する。まず、シロリムスの皮膚から脳への輸送を確認するために,前述のモデルマウスにシロリムスゲルを外用し、マウスの皮膚組織、脳組織それぞれにおけるシロリムス濃度をLC/MS/MS法で測定する。さらに、それぞれの組織切片を作製し、シロリムスに対する抗体を用いて染色し、各組織への移行を免疫組織学的に確認する。人における観察では、非侵襲的なレーザーラマン顕微鏡での観察が必須であるので、レーザーラマン顕微鏡を用いて、経時的にモデルマウスの皮膚から脳へのシロリムスの分布を調べ、前述の免疫組織学的研究の結果との相関を確認する。
次いで皮膚から脳への輸送における表皮細胞、線維芽細胞、神経細胞などの関与を検討するために、モデルマウスのさまざまな細胞を分離培養し、培地にシロリムスを添加して細胞内のシロリムスの移動をレーザーラマン顕微鏡で確認する。
シロリムス以外の薬剤でシロリムスと同様に血液を介さない中枢神経系への輸送が可能な薬物の有無を検討する。
研究を遂行する上での課題等としては、ラマン顕微鏡を用いた生態におけるシロリムス外用薬の動態観察において、マウス皮膚では、マウスの毛特に黒色の色素が観察の障害になることがわかり、観察方法の改善を検討中である。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Clinical practice guidelines for pseudoxanthoma elasticum (2017)2022
Author(s)
Iwanaga Akira、Utani Atsushi、Koike Yuta、Okubo Yumi、Kuwatsuka Yutaka、Endo Yuichiro、Tanizaki Hideaki、Wataya‐Kaneda Mari、Hatamochi Atsushi、Minaga Kosuke、Ogi Tomoo、Yamamoto Yosuke、Ikeda Satoshi、Tsuiki Eiko、Tamura Hiroshi、Maemura Koji、Kitaoka Takashi、Murota Hiroyuki
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Journal Title
The Journal of Dermatology
Volume: 49
Issue: 3
Pages: 91-98
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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