食品・医薬品における副作用の予防:ヒトABCトランスポーター遺伝子多型の機能解析

• 研究課題/領域番号: 07J05900
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 食品科学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 田村 藍 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円); 2009年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2008年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: ABCトランスポーター / ABCG2 / ポルフィリン / フェオフォルバイドa / 光線過敏 / 光毒性 / ポルフィリン症 / 一塩基多型 / フェオフオルバイドa / CDK inhibitor / イマチニブ

研究概要

ヒトの小腸に発現しているABCG2は生体異物の体内侵入を阻止する防御システムの1つである。植物性クロロフィルの代謝物フェオフォルバイドaが小腸から吸収されて血液循環系に侵入すると光線過敏症の症状を引き起こすが、正常人ではABCG2がその侵入に対する防御機能を果たしている。フェオフォルバイドaとABCG2を阻害する化合物とを同時に摂取した場合、光線過敏症のリスクが高まると考えられる。本研究では、ABCG2と光線過敏症の因果関係の解明と光線過敏症のリスクを予測するシステムの確立を目的としている。
初年度は、ABCG2の輸送阻害スクリーニング系及び光毒性アッセイ系の確立を行い、2年目は、この評価系を用いて様々な化合物・薬物を試験し、ABCG2の阻害に関与する化合物・薬物に共通する化学構造因子を見出した。3年目となる当該年度は、ABCG2と光線過敏症の因果関係について、臨床レベルでの解明を目的として研究を行った。ABCG2と光線過敏症の因果関係を臨床的に解明する手始めとして、遺伝性ポルフィリン症患者とその家族のABCG2 cDNAのシークエンス解析に焦点を絞った。
前年度に、ABCG2 cDNAのシークエンス解析のためのプライマーのデザイン、シークエンス条件の検討を行い、ABCG2 cDNAの増幅、シークエンス解析に最適なプライマーを設計した。本年度は、これらのプライマーを用いて、遺伝性ポルフィリン症患者とその家族のABCG2 cDNAのシークエンス解析を行った。解析の結果、臨床サンプルの中で、ABCG2タンパク質の発現量が野生型の約半分に低下する一塩基多型(SNP ; single nucleotide polymorphism)を発見した。このポルフィリン症患者では、ポルフィリンの排出を担うABCG2タンパク質の存在量が野生型に比べ有意に減少しているために、重篤なポルフィリン症を引き起こしたと推測される。今後、この患者のゲノムを用いて更なる確証を得る必要があるが、遺伝性ポルフィリン症の発症や症状の重篤度の個人差の一因としてABCG2の遺伝子多型が関与している可能性を裏付ける結果となった。

研究成果

• [雑誌論文] Disruption of N-linked glycosylation enhances ubiquitin-mediated proteasomal degradation of the human ATP-binding cassette transporter ABCG2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H, Wakabayashi-Nakao K, Tamura A, Toyoda Y, Koshiba S, Ishikawa T.
  • 雑誌名: FEBS J. 276(24) ページ: 7237-7252
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒトABCトランスポーターABCG2の阻害と光毒性:サイクリン依存性キナーゼ阻害剤を用いた光毒性スクリーニング (2009)
  • 著者名/発表者名: 安然、萩谷祐一郎、田村藍、李杉珊、齊藤光、石川智久
  • 雑誌名: Porphyrins 18(1) ページ: 7-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] ポルフィリンの光励起によるヒトABCトランスポーターABCG2とヘムオキシゲナーゼの誘導におけるNrf2の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 萩谷祐一郎、足立達彦、小倉俊一郎、安然、田村藍、中川大、望月徹、石川智久
  • 雑誌名: Porphyrins 18(1) ページ: 12-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quality control of human ABCG2 protein in the endoplasmic reticulum : ubiquitination and proteasomal degradation (2009)
  • 著者名/発表者名: Wakabayashi-Nakao K, Tamura A, Furukawa T, Nakagawa H, Ishikawa T.
  • 雑誌名: Adv Drug Deliv Rev. 61(1) ページ: 66-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] Major SNP (Q141K) variant of human ABC transporter ABCG2 undergoes lysosomal and proteasomal degradations (2009)
  • 著者名/発表者名: Furukawa T, Wakabayashi K, Tamura A, Nakagawa H, Morishima Y, Osawa Y, Ishikawa T.
  • 雑誌名: Pharm Res. 26(2) ページ: 469-479
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellular phototoxicity evoked through the inhibition of human ABC transporter ABCG2 by cyclin-dependent kinase inhibitors in vitro (2009)
  • 著者名/発表者名: An R, Hagiya Y, Tamura A, Li S, Saito H, Tokushima D, Ishikawa T.
  • 雑誌名: Pharm Res. 26(2) ページ: 449-458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ubiquitin-mediated proteasomal degradation of non-synonymous SNP variants of human ABC transporter ABCG2 (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H, Tamura A, Wakabayashi K, Hoshijima K, Komada M, Yoshida T, Kometani S, Matsubara T, Mikuriya K, Ishikawa T.
  • 雑誌名: Biochem J. 411(3) ページ: 623-631
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human ABC transporters ABCG2 (BCRP) and ABCG4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Koshiba S, An R, Saito H, Wakabayashi K, Tamura A, Ishikawa T.
  • 雑誌名: Xenobiotica 38(7-8) ページ: 863-888
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nrf2-dependent induction of human ABC transporter ABCG2 and heme oxygenase-1 in HepG2 cells by photoactivation of porphyrins : biochemical implications for cancer cell response to photodynamic therapy (2008)
  • 著者名/発表者名: Hagiya Y, Adachi T, Ogura S, An R, Tamura A, Nakagawa H, Okura I, Mochizuki T, Ishikawa T.
  • 雑誌名: J Exp Ther Oncol. 7(2) ページ: 153-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] <特集3>光毒性光毒性 スクリーニングの最新手法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田村藍, 安然, 古川朋佳, 石川智久
  • 雑誌名: 谷本学校毒性質問箱 第11号 ページ: 149-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unibiquitin-mediated proteasomal degradation of nonsynonymous SNP varianta of human ABC transporter ABCG2 (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H, Tamura A, Wakabayashi K, Hoshijima K, Komada M, Yoshida T, Kometani S, Matsubara T, Mikuriya K, Ishikawa, T
  • 雑誌名: Biochem.J. 411 ページ: 623-631
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drug-induced phototoxicity evoked by inhibition of human ABC transporter ABCG2: Development of in vitro high-speed screening systems (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, An R, Hagiya Y, Hoshijima K, Yoshida T, Mikuriya K, Ishikawa T
  • 雑誌名: Expert Opin.Drug Metab.Toxicol 4(3) ページ: 255-272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human ABC transporters ABCG2(BCRP)and ABCG4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Koshiba S, An R, Saito H, Wakabayashi K, Tamura A, Ishikawa T
  • 雑誌名: Xenobiotica
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intramolecular disulfide bond is a critical checkpoint determining degradative fates of ABC transporter ABCG2 protein (2007)
  • 著者名/発表者名: Wakabayashi K, Nakagawa H, Tamura A, Koshiba S, Hoshijima K, Komada M, Ishikawa T
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 282(38) ページ: 27841-27846
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro evaluation of photosensitivity risk related to genetic polymorphisms of human ABC transporter ABCG2 and inhibitionby drugs (2007)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Onishi Y, An R, Koshiba S, Wakabayashi K, Hoshijima K, Priebe W, Yoshida T, Kometani, S, Matsubara T, Mikuriya K, Ishikawa, T
  • 雑誌名: Drug Metab.Pharmacokinet 22(6) ページ: 428-440
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集・ヘム代謝〜新規創薬へ向けて〜ポルフィリン生合成とヘム代謝におけるヒトABCトランスポーターの役割 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田村 藍, 安 然, 大西 裕子, 石川 智久
  • 雑誌名: 日本薬理学雑誌 130 ページ: 270-274
  • 査読あり
• [学会発表] The impacts of posttranslational modifications and non-synonymous SNPs on the protein stability of human ABC transporter ABCG2 protein in culture cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H, Wakabayashi-Nakao K, Tamura A, Toyoda Y, Koshiba S, Furukawa T, Ishikawa T
  • 学会等名: FEBS-ABC2010-3rd FEBS Special Meeting on ATP-Binding Cassette(ABC)Proteins : From Multidrug Resistance to Genetic Diseases
  • 発表場所: Innsbruck, Austria
• [学会発表] Monomeric non-glycosylated form of human ATP-binding cassette transporter ABCG2 is the most fragile in culture cells (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川大、若林-中尾香菜子、田村藍、豊田優、小柴梢子、石川智久
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] N-linked glycosylation stabilizes the de novo synthesized human ABC transporter ABCG2 protein (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川大、若林-中尾香菜子、田村藍、石川智久
  • 学会等名: 第68回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-10-03
• [学会発表] In Vitro Functional Validation of Genetic Polymorphisms of Human ABCG2 : Identification of Alleles That Are Defective in Porphyrin Transport (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, An R, Nakagawa H, Okura I, Ishikawa T.
  • 学会等名: 第8回 国際ポルフィリン・ヘムシンポジウム
  • 発表場所: 島根
  • 年月日: 2008-10-17
• [学会発表] Impact of major non-synonymous SNP (Q141K) on proteolysis of ABCG2 via lysosomal and proteasomal degradation pathways (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Wakabayashi K, An R, Furukawa T, Ishikawa T.
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会(第53回大会)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-09-29
• [学会発表] 薬物による光毒性の新しいスクリーニング : ABCG2の遺伝子多型と薬物阻害 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田村藍, 石川智久
  • 学会等名: 日本薬物動態学会 第22回ワークショップ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-04-18
• [学会発表] Evaluation and functional classification of nonsynonymous single nucleotide polymorphisms of human ABC transporter ABCG2 (2007)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Wakabayashi K, Ishikawa T
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] Evaluation and Functional Classification of Nonsynonymous Single Nucleotide Polymorphisms of Human ABC Transporter ABCG2 (2007)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Wakabayashi K, Ishikawa T
  • 学会等名: TOIN International Symposium on Biomedical Engineering 2007
  • 発表場所: Yokohama,Japan
  • 年月日: 2007-11-02
• [学会発表] Evaluation and Functional Classification of Nonsynonymous Single Nucleotide Polymorphisms of Human ABC Transporter ABCG2 (2007)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Wakabayashi K, Ikegami Y, Ishikawa T
  • 学会等名: 第66回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-10-04
• [学会発表] Re-evaluation and functional classification of nonsynonymous single nucleotide polymorphisms of human ABC transporter ABCG2 (2007)
  • 著者名/発表者名: Tamura A, Wakabayashi K, Takeda M, Ikegami Y, Ishikawa T
  • 学会等名: 4th World Conference on Drug Absorption, Transport and Delivery
  • 発表場所: Kanazawa,Japan
  • 年月日: 2007-06-20
• [図書] トランスポーター科学最前線 (2008)
  • 著者名/発表者名: 辻 彰、田村 藍、若林 香菜子、斉藤 光、石川 智久、その他28名
  • 総ページ数: 374
  • 出版者: 京都広川書店