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ヒト小腸オルガノイド由来吸収上皮細胞の作製と創薬研究への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K20381
補助金の研究課題番号 18H05373 (2018-2019)
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金 (2020)
補助金 (2018-2019)
審査区分 中区分47:薬学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

水口 裕之  大阪大学, 薬学研究科, 教授 (50311387)

研究分担者 仲瀬 裕志  札幌医科大学, 医学部, 教授 (60362498)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2018年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワードヒト小腸オルガノイド / ヒト小腸吸収上皮細胞 / 分化 / 創薬 / iPS細胞
研究開始時の研究の概要

本研究では、ヒト腸オルガノイド培養技術を用いて、生検より得たヒト小腸組織からオルガノイドを作製し、さらにヒト小腸オルガノイドから吸収上皮細胞(単層膜)への培養方法を確立し、“吸収・代謝・排泄”を同時に評価できる新規in vitro評価系の開発を進める。本評価系は、経口投与製剤の開発における創薬プロセスの刷新・効率化に直結することが期待される。

研究成果の概要

小腸吸収上皮細胞は、経口投与された薬物の吸収や排泄・代謝において重要な役割を担う。本研究では、近年確立されたヒト腸オルガノイド培養技術を用いて、ヒト小腸(十二指腸)オルガノイドから吸収上皮細胞への分化誘導技術の開発と、“吸収・代謝・排泄”を同時に評価できる新規in vitro評価系の開発を進めた。本オルガノイドは30継代(10e30倍)以上の細胞増幅が可能であり、単細胞化し、セルカルチャーインサートに単層培養したところ、極めて高い薬物代謝酵素活性やトランスポーター活性を示すことを明らかにし、薬物の吸収・代謝・排泄の正確な予測を可能にするプラットフォームになり得ることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によりヒト小腸での“吸収・排泄・代謝”を同時に評価可能なin vitro評価系が開発されることで、現在までモデル&シミュレーションでしか予測できなかった薬物の消化管での利用率予測を正確に見積もることが可能となり、ヒト投与量の正確な見積もり、並びにより精度の高い薬物吸収過程における薬物相互作用の予測がin vitro試験で可能となる。即ち、小腸アベイラビリティを評価できる初めてのin vitroモデルの基盤が構築され、創薬プロセスの飛躍的な効率化が期待できる。これらは合理的な医薬品審査へも寄与し、もって国民の健康の増進に資することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Monolayer platform using human biopsy-derived duodenal organoids for pharmaceutical research.2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita T., Inui T., Yokota J., Kawakami K., Morinaga G., Takatani M., Hirayama D., Nomoto R., Ito K., Cui Y., Ruez S., Harada K., Kishimoto W., Nakase H., Mizuguchi H.
    • 雑誌名

      Mol. Ther. Methods. Clin. Dev.

      巻: 22 ページ: 263-278

    • DOI

      10.1016/j.omtm.2021.05.005

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of culture media for human intestinal organoids from the viewpoint of pharmacokinetic studies.2021

    • 著者名/発表者名
      Yokota J., Yamashita T., Inui T., Nomoto R., Kishimoto W., Nakase H., Mizuguchi H.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 566 ページ: 115-122

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.06.007

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo gene expression profile of human intestinal epithelial cells: from the viewpoint of drug metabolism and pharmacokinetics.2021

    • 著者名/発表者名
      Takayama K., Ito K., Matsui A., Yamashita T., Kawakami K., Hirayama D., Kishimoto W., Nakase H., Mizuguchi H.
    • 雑誌名

      Drug. Metab. Dispos.

      巻: 49 号: 3 ページ: 221-232

    • DOI

      10.1124/dmd.120.000283

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vinblastine treatment enhances the intestinal functions and decreases the undifferentiated cell contamination of human iPS cell-derived intestinal epithelial-like cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa M., Negoro R., Kawai K., Yamashita T., Takayama K., Mizuguchi H.
    • 雑誌名

      Mol. Ther. Methods. Clin. Dev.

      巻: 20 ページ: 463-472

    • DOI

      10.1016/j.omtm.2021.01.005

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishment of MDR1-knockout human induced pluripotent stem cell line.2020

    • 著者名/発表者名
      2)Negoro R., Kawai K., Ichikawa M., Deguchi S., Takayama K., Mizuguchi H.
    • 雑誌名

      Drug. Metab. Pharmacokinet.

      巻: in press 号: 3 ページ: 288-296

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2020.01.009

    • NAID

      50014558599

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Establishment of SLC15A1/PEPT1-knockout human induced pluripotent stem cell line for intestinal drug absorption studies2019

    • 著者名/発表者名
      Kawai K., Negoro R., Ichikawa M., Yamashita T., Deguchi S., Harada K., Hirata K., Takayama K., Mizuguchi H.
    • 雑誌名

      Mol. Ther. Methods. Clin. Dev.

      巻: 17 ページ: 49-57

    • DOI

      10.1016/j.omtm.2019.11.008

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient Generation of Small Intestinal Epithelial-like Cells from Human iPSCs for Drug Absorption and Metabolism Studies2018

    • 著者名/発表者名
      Negoro Ryosuke、Takayama Kazuo、Kawai Kanae、Harada Kazuo、Sakurai Fuminori、Hirata Kazumasa、Mizuguchi Hiroyuki
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 11 号: 6 ページ: 1539-1550

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2018.10.019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高精度な薬物動態評価が可能なMDR1-KOヒト腸管オルガノイドの樹立2022

    • 著者名/発表者名
      乾達也、横田純平、野元隆我、山下智起, 岡田健太郎, 岸本航, 仲瀬裕志, 水口裕之
    • 学会等名
      細胞アッセイ研究会 シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒト生検由来腸管オルガノイド(enteroid)培養法の比較検討2022

    • 著者名/発表者名
      横田純平、山下智起、乾達也、岸本航、仲瀬裕志、水口裕之
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 創薬応用を目的としたMDR1-knockoutヒト腸管オルガノイドの樹立2022

    • 著者名/発表者名
      乾達也、横田純平、野元隆我、山下智起、岡田健太郎、岸本航、仲瀬裕志、水口裕之
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 再生医療応用を目指したヒトiPS細胞由来腸管上皮細胞の作製2021

    • 著者名/発表者名
      市河萌、根来亮介、河合夏苗、高山和雄、水口裕之
    • 学会等名
      第67回生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 薬物動態学的応用のためのヒト腸管オルガノイド培養法の比較2021

    • 著者名/発表者名
      横田純平、山下智起、乾達也、岸本航、仲瀬裕志、水口裕之
    • 学会等名
      第67回生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of MDR1-knockout human intestinal organoids for pharmaceutical application2021

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Yokota, Ryuga Nomoto, Tatsuya Inui, Tomoki Yamashita, Kentaro Okada, Wataru Kishimoto, Hiroshi Nakase, Hiroyuki Mizuguchi
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞および生検由来腸管上皮細胞の開発と創薬応用2021

    • 著者名/発表者名
      水口裕之
    • 学会等名
      第28回HAB研究機構学術年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 同一個人由来のヒト生検由来腸管オルガノイドとヒトiPS細胞由来腸管オルガノイドの比較検討2021

    • 著者名/発表者名
      乾達也、山下智起、野元隆我、横田純平、川上賢太郎、岸本航、仲瀬裕志、水口裕之
    • 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] 薬物動態学的応用のためのヒト腸管オルガノイド培養法の比較2021

    • 著者名/発表者名
      横田純平、山下智起、乾達也、野元隆我、川上賢太郎、岸本航、仲瀬裕志、水口裕之
    • 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] Vinblastine作用によるヒトiPS細胞由来腸管上皮細胞の機能向上と未分化細胞排除2021

    • 著者名/発表者名
      市河萌、河合夏苗、根来亮介、高山和雄、水口裕之
    • 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] 生検由来ヒト腸管オルガノイドの薬物動態試験への応用2021

    • 著者名/発表者名
      山下智起、乾達也、横田純平、川上賢太郎、平山大輔、野元隆我、岸本航、仲瀬裕志、水口裕之
    • 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] CYP3A4発現Caco-2細胞株の樹立と機能評価2021

    • 著者名/発表者名
      村田美治佳、市河萌、赤嶺寛樹、高山和雄、水口裕之
    • 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] 再生医療技術を利用したヒト肝細胞および腸管上皮細胞の作製と創薬応用2020

    • 著者名/発表者名
      水口裕之
    • 学会等名
      薬物動態談話会 第43年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト十二指腸オルガノイドの薬物動態評価系への応用2020

    • 著者名/発表者名
      乾達也、山下 智起、野元隆我、川上 賢太郎、高山和雄、岸本航、仲瀬裕志、水口裕之
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 薬物トランスポーター欠損ヒトiPS細胞の作製と薬物動態試験への応用2020

    • 著者名/発表者名
      河合夏苗、根来亮介、市河萌、原田和生、平田收正、高山和雄、水口裕之
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来腸管上皮細胞の機能向上をもたらす化合物の探索2020

    • 著者名/発表者名
      市河萌、河合夏苗、根来亮介、高山和雄、水口裕之
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒト十二指腸オルガノイドの樹立と薬物動態評価系への応用2019

    • 著者名/発表者名
      乾達也、山下智起、野元隆我、川上賢太郎、高山和雄、岸本航、仲瀬裕志、水口裕之
    • 学会等名
      第69 回日本薬学会関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of intestinal and hepatic drug transporter-knockout human induced pluripotent stem cell lines for pharmacokinetic studies2019

    • 著者名/発表者名
      Kawai K., Negoro R., Harada K., Hirata K., Takayama K., Mizuguchi H.
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第34回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Maturation of the enterocyte-like cells differentiated from human iPS cells using Vinblastine2019

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa M., Kawai K., Negoro R., Takayama K., Mizuguchi H.
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第34回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞から「小腸型」腸管上皮細胞への分化誘導法の開発と創薬応用2019

    • 著者名/発表者名
      高山和雄、根来亮介、水口裕之
    • 学会等名
      シンポジウム「細胞アッセイ技術の現状と将来」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来腸管単層膜の作製と薬物透過試験・薬物代謝試験への応用2019

    • 著者名/発表者名
      高山和雄、根来亮介、森貴則、山浦由之、水口裕之
    • 学会等名
      第18回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GENERATION OF INTESTINAL EPITHELIAL CELL MONOLAYERS FROM HUMAN INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS BY CDX2 TRANSDUCTION2018

    • 著者名/発表者名
      Takayama K, Negoro R, Mori T, Ito S, Yamaura Y, Mizuguchi H.
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第33回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 小腸上皮様細胞の製造方法2020

    • 発明者名
      水口裕之、高山和雄、根来亮介、ほか
    • 権利者名
      国立大学法人大阪大学、医薬基盤・健康・栄養研究所、ほか
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 腸上皮様細胞及びその作製方法2020

    • 発明者名
      水口裕之、高山和雄、山下智起、仲瀬裕志、川上賢太郎、平山大輔
    • 権利者名
      水口裕之、高山和雄、山下智起、仲瀬裕志、川上賢太郎、平山大輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-016592
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-07-20   更新日: 2024-03-26  

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