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薬物代謝活性の新規変動機構:薬物代謝酵素複合体とその活性酸素抑制作用の生理的意義

研究課題

研究課題/領域番号 20K16045
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
研究機関崇城大学

研究代表者

宮内 優  崇城大学, 薬学部, 講師 (50799947)

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)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードシトクロムP450 / UDP-グルクロン酸転移酵素 / タンパク質間相互作用 / バキュロウイルス / 哺乳動物細胞 / 活性酸素種 / 酸化ストレス / 糖化産物 / エピソーマルベクター / 終末糖化産物受容体 / 薬物代謝酵素 / シトクロムP450 3A4 / bac-mam system / 小胞体 / 活性酸素 / 細胞ストレス
研究開始時の研究の概要

身体の中には、薬のような本来体内には存在しない物質を分解し、体外に出す解毒のメカニズムが備わっている。その中心を担うのが肝臓に多く含まれる、薬物代謝酵素とよばれるタンパク質である。一方で、この解毒の仕組みには、がんなどの病気や老化の原因となる細胞内ストレスを引き起こす危険性も含まれる。本研究では薬物代謝酵素が互いに結合し、協力することで、その安全装置として働く可能性について検証する。

研究成果の概要

本研究では、薬物代謝酵素シトクロムP450 (CYP)の副反応である活性酸素種の産生に対する生体防御システムの一つとして「CYPと異種の薬物代謝酵素であるUDP-グルクロン酸転移酵素(UGT)とのタンパク質間相互作用」に着目した。本相互作用を哺乳動物細胞を用いて解析するため、複数の発現系の構築を行った。遺伝子改変バキュロウイルスを用いるbac-mam systemを用いた発現系では、アフリカミドリザル腎由来のCOS-1細胞に主要なCYP/UGT分子種を発現させることに成功した。本研究で構築した発現系を適用することで、その生理学的な意義など、CYP-UGT相互作用に関する研究の加速が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では生理的な条件に近づけてCYP-UGT相互作用を解析するため、哺乳動物細胞にCYPとUGTを発現させた。一般的な発現プラスミドとトランスフェクション試薬を用いる方法では、CYPとUGTの発現量の制御が難しい。本研究で新たに用いたbac-mam systemでは、遺伝子改変バキュロウイルスを用いて哺乳動物細胞に遺伝子導入を行う。バキュロウイルスは宿主が昆虫細胞に限定されるため他のウイルスと比べて安全性が高く、また遺伝子導入が困難な肝細胞への応用も見込まれる。本研究成果はCYP-UGT相互作用の研究に限らず、発現系の選択肢を広げることで他の研究にも波及効果が期待される。

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

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (16件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] タンパク質間相互作用による薬物代謝酵素の制御機構2022

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Yuu
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 142 号: 11 ページ: 1169-1175

    • DOI

      10.1248/yakushi.22-00124

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • 年月日
      2022-11-01
    • 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] Use of a Baculovirus-Mammalian Cell Expression-System for Expression of Drug-Metabolizing Enzymes: Optimization of Infection With a Focus on Cytochrome P450 3A42022

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Yuu、Kimura Akane、Sawai Madoka、Fujimoto Keiko、Hirota Yuko、Tanaka Yoshitaka、Takechi Shinji、Mackenzie Peter I.、Ishii Yuji
    • 雑誌名

      Frontiers in Pharmacology

      巻: 13

    • DOI

      10.3389/fphar.2022.832931

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Functional Interaction between Cytochrome P450 and UDP-Glucuronosyltransferase on the Endoplasmic Reticulum Membrane: One of Post-translational Factors Which Possibly Contributes to Their Inter-Individual Differences2021

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Yuu、Takechi Shinji、Ishii Yuji
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 44 号: 11 ページ: 1635-1644

    • DOI

      10.1248/bpb.b21-00286

    • NAID

      130008110311

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2021-11-01
    • 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] Molecular mechanism of dihydropyrazine-induced cytotoxicity: the possibility of an independent pathway from the receptor for advanced glycation end products2021

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Yuu、Sawai Madoka、Ishida Takumi、Kansui Hisao、Takechi Shinji
    • 雑誌名

      The Journal of Toxicological Sciences

      巻: 46 号: 11 ページ: 509-514

    • DOI

      10.2131/jts.46.509

    • NAID

      130008110423

    • 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
  • [学会発表] ジヒドロピラジンによる細胞障害機構の解明:糖化産物間における酸化ストレス誘導性の比較2023

    • 著者名/発表者名
      宮内 優, 澤井円香, 寒水壽朗, 武知進士
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] シトクロムP450とUDP-グルクロン酸転移酵素のタンパク質間相互作用と機能変動: ドキシサイクリン誘導発現系の構築2022

    • 著者名/発表者名
      宮内 優, 石井祐次, 武知進士
    • 学会等名
      第49回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 糖化産物ジヒドロピラジンによる細胞障害の機構解明:抗酸化物質を用いた毒性軽減作用の検討2022

    • 著者名/発表者名
      宮内 優, 澤井円香, 寒水壽朗, 武知進士
    • 学会等名
      フォーラム2022衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Functional interactions between different drug-metabolizing enzymes: a novel approach for variance in CYP3A4 activity2022

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Y.
    • 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] Application of antioxidants in dihydropyrazine-induced oxidative stress2022

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Y., Sawai M., Kansui H., and Takechi 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] UDP-グルクロン酸抱合酵素との相互作用によるシトクロムP450機能の抑制2022

    • 著者名/発表者名
      宮内 優
    • 学会等名
      内外環境応答・代謝酵素研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 糖化産物ジヒドロピラジン類による細胞毒性の機構解明:終末糖化産物との相違点2022

    • 著者名/発表者名
      宮内 優, 澤井円香, 石田卓巳, 寒水壽朗, 武知進士
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ジヒドロピラジンによる細胞毒性の分子機構解明:終末糖化産物受容体の寄与2021

    • 著者名/発表者名
      宮内 優, 澤井円香, 石田卓巳, 寒水壽朗, 武知進士
    • 学会等名
      第48回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ジヒドロピラジンによる細胞毒性に終末糖化産物受容体が及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      宮内 優, 澤井円香, 石田卓巳, 寒水壽朗, 武知進士
    • 学会等名
      フォーラム2021衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] UDP-グルクロン酸転移酵素研究の基盤: 小胞体局在機構、機能発現、およびシトクロムP450機能調節2021

    • 著者名/発表者名
      宮内 優
    • 学会等名
      フォーラム2021衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Heterologous expression of UDP-glucuronosyltransferase in COS-1 cells with an episomal vector2021

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Y., Mackenzie P.I., Ishii Y., and Takechi S.
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第36回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖化産物中間体ジヒドロピラジン類の細胞毒性機構解明:終末糖化産物関連受容体の関与2021

    • 著者名/発表者名
      宮内 優, 澤井円香, 石田卓巳, 寒水壽朗, 武知進士
    • 学会等名
      第38回日本薬学会九州山口支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質間相互作用による薬物代謝酵素の制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      宮内 優
    • 学会等名
      第38回日本薬学会九州山口支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規シトクロムP450 3A4 発現系の構築:バキュロウイルスを用いたCOS-1細胞における過剰発現2021

    • 著者名/発表者名
      宮内 優, 木村 茜, 江﨑円香, 藤本景子, 廣田有子, 武知進士, 石井祐次, 田中嘉孝
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 新たな薬物代謝酵素発現系の構築:遺伝子改変バキュロウイルスを用いた哺乳動物細胞への遺伝子導入2020

    • 著者名/発表者名
      宮内 優, 木村 茜, 江﨑円香, 藤本景子, 廣田有子, 武知進士, Mackenzie Peter, 石井祐次, 田中嘉孝
    • 学会等名
      フォーラム2020 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient expressions of cytochrome P450 3A4 in mammalian cells with a Bac-Mam system2020

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Y., Kimura A., Esaki M., Fujimoto K., Hirota Y., Takechi S., Ishii Y., and Tanaka Y.
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第35回年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 崇城大学教員データベース

    • URL

      http://rsrch.ofc.sojo-u.ac.jp/sjuhp/KgApp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 崇城大学教員データベース

    • URL

      http://rsrch.ofc.sojo-u.ac.jp/sjuhp/KgApp

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-11-21  

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