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吸収過程を考慮した生理学的薬物動態モデルを基盤とする化学物質肝毒性評価法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K16422
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47060:医療薬学関連
研究機関昭和薬科大学

研究代表者

神矢 佑輔  昭和薬科大学, 薬学部, 特任助教 (20802945)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード消化管吸収性 / 薬物動態予測 / 化学物質 / 肝毒性評価 / 生理学的薬物動態モデル / 一般化学物質
研究開始時の研究の概要

本研究では、医薬領域において小腸吸収性評価に汎用されている培養ヒト腸由来細胞を活用し、多様な化合物の消化管吸収性を評価することで、吸収性に及ぼす化合物側の変動要因について解析し、得られた情報を生理学的薬物動態モデルに還元することで、吸収過程を精緻化した生理学的薬物動態モデルを開発すること、さらに、それを用いた化学物質経口投与後の肝毒性発現リスクの新規評価法の確立を目指す。

研究成果の概要

ヒト腸由来であるCaco-2細胞を用いて化学物質のin vitro消化管膜透過性と肝毒性発現リスクの関連性を調査した。化学物質の肝無作用量は、Caco-2細胞単層膜を介した膜透過係数値と有意な関連を示し、消化管膜透過性が肝臓毒性発現を規定する因子のひとつであることが示唆された。化学物質の肝最小作用量は肝臓に着目した簡易な生理学的薬物動態モデルにより記述された推定肝臓中濃度と有意な相関を示し、化学物質の肝毒性発現が体内動態と密接な関係にあることが示唆された。市販ソフトウェアで取得可能なin silico分子記述子を用い推定した化学物質の動態パラメータおよび体内動態は、実際の値を精度よく再現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

工業用に生産される化学物質のヒトに対するリスクは、化審法に従い実験動物を用いた反復経口投与による毒性試験の結果から種差や個人差を補正した値にて評価されている。しかし、化学物質の投与後、毒性発現に至るまでの体内動態はほとんど考慮されていない。一方、動物愛護やコストの削減の観点から、化学物質の毒性を評価し得る代替法に関する研究が広く行われている。本課題では、化学物質が生体に吸収される過程や、生体内でどのような運命を辿るかに着目した、新しい毒性評価方法に関する研究を行った。本研究で得られた知見は、従来の動物実験に取って代わる毒性評価手法開発の基盤情報となりうる極めて有意義なものである。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] In Silico Prediction of Input Parameters for Simplified Physiologically Based Pharmacokinetic Models for Estimating Plasma, Liver, and Kidney Exposures in Rats after Oral Doses of 246 Disparate Chemicals2021

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Yusuke、Handa Kentaro、Miura Tomonori、Yanagi Mayu、Shigeta Kazuki、Hina Shiori、Shimizu Makiko、Kitajima Masato、Shono Fumiaki、Funatsu Kimito、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Research in Toxicology

      巻: 34 号: 2 ページ: 507-513

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.0c00336

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hepatotoxicological potential of P-toluic acid in humanised-liver mice investigated using simplified physiologically based pharmacokinetic models2021

    • 著者名/発表者名
      Miura Tomonori、Kamiya Yusuke、Uehara Shotaro、Murayama Norie、Shimizu Makiko、Suemizu Hiroshi、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Xenobiotica

      巻: - 号: 6 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1080/00498254.2021.1908643

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Determination and prediction of permeability across intestinal epithelial cell monolayer of a diverse range of industrial chemicals/drugs for estimation of oral absorption as a putative marker of hepatotoxicity.2020

    • 著者名/発表者名
      .Kamiya, Y., Takaku, H., Yamada, R., Akase, C., Abe, Y., Sekiguchi, Y., Murayama, N., Shimizu, M., Kitajima, M., Shono, F., Funatsu, K., and Yamazaki, H.
    • 雑誌名

      Toxicol. Rep.

      巻: 149 ページ: 149-154

    • DOI

      10.1016/j.toxrep.2020.01.004

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Increased plasma concentrations of an antidyslipidemic drug pemafibrate co-administered with rifampicin or cyclosporine A in cynomolgus monkeys genotyped for the organic anion transporting polypeptide 1B12020

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Shin-ichiro、Shimizu Makiko、Kamiya Yusuke、Uehara Shotaro、Suemizu Hiroshi、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 35 号: 4 ページ: 354-360

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2020.03.005

    • NAID

      50014558608

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Physiologically Based Pharmacokinetic Models Predicting Renal and Hepatic Concentrations of Industrial Chemicals after Virtual Oral Doses in Rats2020

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Yusuke、Otsuka Shohei、Miura Tomonori、Yoshizawa Manae、Nakano Ayane、Iwasaki Miyu、Kobayashi Yui、Shimizu Makiko、Kitajima Masato、Shono Fumiaki、Funatsu Kimito、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Research in Toxicology

      巻: 33 号: 7 ページ: 1736-1751

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.0c00009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metabolic profiles of coumarin in human plasma extrapolated from a rat data set with a simplified physiologically based pharmacokinetic model2020

    • 著者名/発表者名
      47.Miura T, Kamiya Y, Hina S, Kobayashi Y, Murayama N, Shimizu M, Yamazaki H.
    • 雑誌名

      The Journal of Toxicological Sciences

      巻: 45 号: 11 ページ: 695-700

    • DOI

      10.2131/jts.45.695

    • NAID

      130007935150

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plasma, liver, and kidney exposures in rats after oral doses of industrial chemicals predicted using physiologically based pharmacokinetic models: A case study of perfluorooctane sulfonic acid2020

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Yusuke、Yanagi Mayu、Hina Shiori、Shigeta Kazuki、Miura Tomonori、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      The Journal of Toxicological Sciences

      巻: 45 号: 12 ページ: 763-767

    • DOI

      10.2131/jts.45.763

    • NAID

      130007948827

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Different Hepatic Concentrations of Bromobenzene, 1,2-Dibromobenzene, and 1,4-Dibromobenzene in Humanized-Liver Mice Predicted Using Simplified Physiologically Based Pharmacokinetic Models as Putative Markers of Toxicological Potential2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Tomonori、Shimizu Makiko、Uehara Shotaro、Yoshizawa Manae、Nakano Ayane、Yanagi Mayu、Kamiya Yusuke、Murayama Norie、Suemizu Hiroshi、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Research in Toxicology

      巻: 33 号: 12 ページ: 3048-3053

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.0c00387

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metabolic Profiles of Tetrabromobisphenol A in Humans Extrapolated from Humanized-Liver Mouse Data Using a Simplified Physiologically Based Pharmacokinetic Model2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Tomonori、Uehara Shotaro、Shigeta Kazuki、Yoshizawa Manae、Kamiya Yusuke、Murayama Norie、Shimizu Makiko、Suemizu Hiroshi、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Research in Toxicology

      巻: 34 号: 2 ページ: 522-528

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.0c00358

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 培養ヒトおよびラット腸細胞を用いた一般化学物質の膜透過性および動物肝無毒性指標の関連2020

    • 著者名/発表者名
      神矢佑輔、大村明日香、關口佑子、赤瀨千聡、阿部雄人、庄野文章、山崎浩史
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 多様な一般化学物質および医薬品の培養ヒト小腸上皮膜透過係数の予測2020

    • 著者名/発表者名
      關口佑子、神矢佑輔、大村明日香、赤瀨千聡、阿部雄人、庄野文章、船津公人、山崎浩史
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 一般化学物質のラット血中濃度推移情報と生理学的薬物動態モデルを活用した予測肝中濃度と臓器毒性2020

    • 著者名/発表者名
      村山典恵、柳麻由、岩崎美友、小林由惟、中野彩音、三浦智徳、神矢佑輔、庄野文章、山崎浩史
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 腎を独立させた生理学的薬物動態モデルで予測した一般化学物質のラット組織中濃度と臓器毒性2020

    • 著者名/発表者名
      重田和樹、村山典恵、吉沢愛映、大西潮、大塚昌平、神矢佑輔、庄野文章、山崎浩史
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Determination of permeability across Caco-2 cell monolayer and development of predictable equations for oral absorbability of general chemical substances2019

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Yusuke、Takaku Hiroka、Yamada Rio、Yamazaki Hiroshi
    • 学会等名
      12th International ISSX Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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