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新規の肝臓ヒト化薬物性肝障害モデルマウスによるヒト特異的薬物肝毒性の発現機序解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06463
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分42040:実験動物学関連
研究機関公益財団法人実験動物中央研究所

研究代表者

上原 正太郎  公益財団法人実験動物中央研究所, 実験動物応用研究部, 研究員 (10733123)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードヒト化肝臓マウス / チトクロムP450 / チトクロムP450酸化還元酵素 / TK-NOGマウス / 薬物代謝 / S-ワルファリン / 肝臓特異的Por欠損 / 薬物代謝の動物種差 / POR / ヒト型薬物代謝 / ヒト肝キメラマウス / ワルファリン代謝 / 肝毒性 / 代謝的活性化
研究開始時の研究の概要

薬物性肝障害(Drug-Induced Liver Injury: DILI)は医薬品開発において高頻度で認められる毒性(有害事象)であり、臨床試験や市場投入後に初めて現前する副作用や毒性発現が原因で臨床試験中止や市場撤退を招き、医薬品開発および医療上の問題となる。それはヒト特異的に発症するDILIを高度に再現できるin vivoモデルが確立されていないためである。本研究では、薬物代謝特性を高度にヒト型化した新しい肝臓ヒト化マウスを基盤に、"ヒト型薬物性肝障害モデル”を開発する。さらに作製したin vivoモデルを用いてヒト特異的な薬物肝毒性の発現機序を解明し、肝毒性予測の評価系を構築する。

研究成果の概要

従来のヒト化肝マウスは、残存するマウス肝細胞の薬物代謝酵素活性により、一部の薬物のヒトにおける薬物動態や毒性を予測することができない。本研究では、肝特異的Por活性欠損マウスにヒト肝細胞を移植し、肝特異的Por欠損ヒト化肝臓TK-NOGマウスモデルの確立に成功した。このモデルでは、肝特異的Por欠損により、残存マウス肝細胞のP450酵素活性が著しく低下しており、従来のヒト化肝臓モデルと比較して、薬物代謝能がよりヒトに近いことが示唆された。以上のことから、肝臓Por欠損ヒト化肝臓マウスモデルは、薬物動態・安全性試験の新たなプラットフォームとしての活用が期待されます。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒト化肝臓マウスはヒト肝細胞で構築されたミニ肝臓を有しており、ヒトに類似した薬物代謝の特徴を示す。しかしながら、肝臓に残存する僅かなマウス肝細胞が原因で、稀にヒトとは異なる薬物代謝を示すことが明らかになっている。残存マウス肝P450の薬物代謝への干渉を最小化した肝臓特異的チトクロムP450酸化還元酵素欠損ヒト化肝臓マウスは、ヒトの薬物動態・安全性を精度よく予測するための重要な実験動物となる。すなわち、本動物を創薬へと応用することにより、より安全で有効性の高い医薬品の創出が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (23件) (うち国際共著 3件、 査読あり 23件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] The Unique Human N10-Glucuronidated Metabolite Formation from Olanzapine in Chimeric NOG-TKm30 Mice with Humanized Livers.2023

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Higuchi Y, Yoneda N, Kato H, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 雑誌名

      Drug Metab Dispos.

      巻: 51 号: 4 ページ: 480-491

    • DOI

      10.1124/dmd.122.001102

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Drug transporter expression and activity in cryopreserved human hepatocytes isolated from chimeric TK-NOG mice with humanized livers.2023

    • 著者名/発表者名
      Zerdoug A, Le Vee M, Uehara S, Jamin A, Higuchi Y, Yoneda N, Lopez B, Chesne C, Suemizu H, Fardel O.
    • 雑誌名

      Toxicol In Vitro.

      巻: 6 ページ: 105592-105592

    • DOI

      10.1016/j.tiv.2023.105592

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Roles of human cytochrome P450 3A4/5 in dexamethasone 6β-hydroxylation mediated by liver microsomes and humanized liver in chimeric mice metabolically suppressed with azamulin.2023

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Shimizu M, Suemizu H, Yamazaki H.
    • 雑誌名

      Drug Metab Pharmacokinet.

      巻: 50 ページ: 100504-100504

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2023.100504

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cytochrome P450-dependent drug oxidation activities and their expression levels in liver microsomes of chimeric TK-NOG mice with humanized livers.2022

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Yoneda N, Higuchi Y, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 雑誌名

      Drug Metab Pharmacokinet.

      巻: 44 ページ: 100454-100454

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2022.100454

    • NAID

      210000188927

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probe drug T-1032 N-oxygenation mediated by cytochrome P450 3A5 in human hepatocytes in vitro and in humanized-liver mice in vivo.2022

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Shimizu M, Ple K, Routier S, Yoneda N, Higuchi Y, Suemizu H, Yamazaki H.
    • 雑誌名

      Drug Metab Pharmacokinet.

      巻: 44 ページ: 100453-100453

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2022.100453

    • NAID

      210000188903

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of mouse and human cytochrome P450 mediated-drug metabolising activities in hepatic and extrahepatic microsomes.2022

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Murayama N, Higuchi Y, Yoneda N, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 雑誌名

      Xenobiotica

      巻: 52 号: 3 ページ: 229-239

    • DOI

      10.1080/00498254.2022.2066581

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Humanized liver TK-NOG mice with functional deletion of hepatic murine cytochrome P450s as a model for studying human drug metabolism2022

    • 著者名/発表者名
      Uehara Shotaro、Iida Yuichi、Ida-Tanaka Miyuki、Goto Motohito、Kawai Kenji、Yamamoto Masafumi、Higuchi Yuichiro、Ito Satoshi、Takahashi Riichi、Kamimura Hidetaka、Ito Mamoru、Yamazaki Hiroshi、Oshimura Mitsuo、Kazuki Yasuhiro、Suemizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 14907-14907

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19242-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Contribution of Humanized Liver Chimeric Mice to the Study of Human Hepatic Drug Transporters: State of the Art and Perspectives.2022

    • 著者名/発表者名
      Zerdoug A, Le Vee M, Uehara S, Lopez B, Chesne C, Suemizu H, Fardel O.
    • 雑誌名

      Eur J Drug Metab Pharmacokinet.

      巻: 47 号: 5 ページ: 621-637

    • DOI

      10.1007/s13318-022-00782-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cytochrome P450s in chimeric mice with humanized liver.2022

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Suemizu H, Yamazaki H.
    • 雑誌名

      Adv Pharmacol.

      巻: 95 ページ: 307-328

    • DOI

      10.1016/bs.apha.2022.05.004

    • ISBN
      9780323911092
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression and functional activity of cytochrome P450 enzymes in human hepatocytes with sustainable reproducibility for in vitro phenotyping studies.2022

    • 著者名/発表者名
      Bachour-El Azzi P, Chesne C, Uehara S.
    • 雑誌名

      Adv Pharmacol.

      巻: 95 ページ: 285-305

    • DOI

      10.1016/bs.apha.2022.05.009

    • ISBN
      9780323911092
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An improved TK-NOG mouse as a novel platform for humanized liver that overcomes limitations in both male and female animals2022

    • 著者名/発表者名
      Uehara Shotaro、Higuchi Yuichiro、Yoneda Nao、Kawai Kenji、Yamamoto Masafumi、Kamimura Hidetaka、Iida Yuichi、Oshimura Mitsuo、Kazuki Yasuhiro、Yamazaki Hiroshi、Hikita Hayato、Takehara Tetsuo、Suemizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 42 ページ: 100410-100410

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2021.100410

    • NAID

      210000173085

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Methyl-hydroxylation and subsequent oxidation to produce carboxylic acid is the major metabolic pathway of tolbutamide in chimeric TK-NOG mice transplanted with human hepatocytes.2021

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Yoneda N, Higuchi Y, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 雑誌名

      Xenobiotica

      巻: 51 号: 5 ページ: 582-589

    • DOI

      10.1080/00498254.2021.1875515

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo drug interactions of itopride and trimethylamine mediated by flavin-containing monooxygenase 3 in humanized-liver mice2021

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Makiko、Uehara Shotaro、Suemizu Hiroshi、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 37 ページ: 100369-100369

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2020.11.004

    • NAID

      210000164669

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasma and hepatic concentrations of acetaminophen and its primary conjugates after oral administrations determined in experimental animals and humans and extrapolated by pharmacokinetic modeling.2021

    • 著者名/発表者名
      Toda A, Shimizu M, Uehara S, Sasaki T, Miura T, Mogi M, Utoh M, Suemizu H, Yamazaki H.
    • 雑誌名

      Xenobiotica

      巻: 51 号: 3 ページ: 316-323

    • DOI

      10.1080/00498254.2020.1849872

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] UDP-glucuronosyltransferase 1A4-mediated N2-glucuronidation is the major metabolic pathway of lamotrigine in chimeric NOG-TKm30 mice with humanised-livers.2021

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Higuchi Y, Yoneda N, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 雑誌名

      Xenobiotica

      巻: 51 号: 10 ページ: 1146-1154

    • DOI

      10.1080/00498254.2021.1972492

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidative metabolism and pharmacokinetics of the EGFR inhibitor BIBX1382 in chimeric NOG-TKm30 mice transplanted with human hepatocytes.2021

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Yoneda N, Higuchi Y, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 雑誌名

      Drug Metab Pharmacokinet.

      巻: 41 ページ: 100419-100419

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2021.100419

    • NAID

      210000185812

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cloning, sequence analysis, and tissue expression of marmoset paraoxonase 12021

    • 著者名/発表者名
      Uehara Shotaro、Uno Yasuhiro、Shimizu Makiko、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 39 ページ: 100398-100398

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2021.100398

    • NAID

      210000169422

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hepatotoxicological potential of P-toluic acid in humanised-liver mice investigated using simplified physiologically based pharmacokinetic models.2021

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

      Xenobiotica

      巻: 51 ページ: 636-642

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of human cytochrome P450 1A2 in coumarin 3,4-epoxidation mediated by untreated hepatocytes and by those metabolically inactivated with furafylline in previously transplanted chimeric mice2021

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

      The Journal of Toxicological Sciences

      巻: 46 号: 11 ページ: 525-530

    • DOI

      10.2131/jts.46.525

    • NAID

      130008110376

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pharmacokinetics of primary oxidative metabolites of thalidomide in rats and in chimeric mice humanized with different human hepatocytes2021

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

      The Journal of Toxicological Sciences

      巻: 46 号: 7 ページ: 311-317

    • DOI

      10.2131/jts.46.311

    • NAID

      130008060479

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 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
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metabolism of desloratadine by chimeric TK-NOG mice transplanted with human hepatocytes.2020

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Yoneda N, Higuchi Y, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 雑誌名

      Xenobiotica

      巻: 50 号: 6 ページ: 733-740

    • DOI

      10.1080/00498254.2019.1688892

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Human Aldehyde Oxidase 1-Mediated Carbazeran Oxidation in Chimeric TK-NOG Mice Transplanted with Human Hepatocytes.2020

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Yoneda N, Higuchi Y, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 雑誌名

      Drug Metab Dispos.

      巻: 48 号: 7 ページ: 580-586

    • DOI

      10.1124/dmd.120.091090

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 創薬への応用を指向した新規ヒト肝細胞移植マウスの開発と薬物代謝能評価2023

    • 著者名/発表者名
      上原正太郎
    • 学会等名
      第5回 日本獣医薬理学・毒性学会 春季研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Conditional knockout of the cytochrome P450 oxidoreductase gene highlights human drug metabolism in humanized liver TK-NOG mice2022

    • 著者名/発表者名
      Suemizu H, Iida Y, Ida-Tanaka M, Kawai K, Higuchi Y, Ito S, Kamimura H, Ito M, Yamazaki H, Oshimura M, Kazuki Y, Uehara S.
    • 学会等名
      ISSX/MDO 2022 MEETING
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of drug-metabolizing enzymatic activities in the hepatocytes isolated from the chimeric TK-NOG mice with humanized livers2022

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Higuchi Y, Yoneda N, Murayama N, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 学会等名
      ISSX/MDO 2022 MEETING
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of cytochrome P450 oxidoreductase (POR) knockout TK-NOG humanized liver chimeric mice for studying drug metabolism research in humans2022

    • 著者名/発表者名
      Suemizu H, Iida Y, Ida-Tanaka M, Kawai K, Higuchi Y, Ito S, Kamimura H, Ito M, Yamazaki H, Oshimura M, Kazuki Y, Uehara S.
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第37回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Unique human 10N-glucuronidated metabolite formation from olanzapine in chimeric NOG-TKm30 mice transplanted with human hepatocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Higuchi Y, Yoneda N, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第37回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of drug-induced hepatotoxicity using hepatocytes from chimeric TK-NOG mice with humanized liver.2021

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Higuchi Y, Yoneda N, Yamazaki H, Suemizu H.
    • 学会等名
      36th JSSX Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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