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膜結合型mucinによる薬物吸収制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K06695
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47060:医療薬学関連
研究機関東京薬科大学

研究代表者

岸本 久直  東京薬科大学, 薬学部, 講師 (80723600)

研究分担者 樋口 慧  東京薬科大学, 薬学部, 講師 (10625304)
井上 勝央  東京薬科大学, 薬学部, 教授 (50315892)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード粘液層 / Mucin / Mucin‐薬物相互作用 / Mucin型糖鎖 / 脂溶性抗がん剤 / mucin型糖鎖 / 中分子薬 / 膜結合型mucin / 遺伝子編集 / 糖鎖 / ゲノム編集 / 薬物吸収
研究開始時の研究の概要

膜結合型mucinのうちMUC3A,4,17に着目し、CRISPR/Cas9システムによるゲノム編集技術を独自に応用することでmucinの発現を増強させ安定発現株を得る。得られた細胞を用い、物理化学的特性(脂溶性、電荷、分子量)の異なる薬物の生理的条件下における吸収量およびmucin層への吸着量の変化を、LC-MS/MSを用いて定量的に検討する。その後、薬物との相互作用を評価可能な新規システムの発案を行うため、ヒト腸管における発現パターンを考慮したmucin発現細胞の樹立および脂溶性薬物の腸管膜透過性への影響について、mucinの構造・分子サイズの違いを念頭に統合的な定量解析を行う。

研究成果の概要

経粘膜投与された全ての薬物は、上皮細胞の表面を覆う粘液層を通過する必要がある。粘液層のバリア機能を担う重要な成分としてmucinと呼ばれる高度に糖鎖修飾された高分子糖タンパク質が挙げられるが、薬物の吸収過程におけるmucinと薬物との相互作用およびmucinの分子種差が及ぼす影響については不明である。本研究では、薬物の吸収性と有効性におけるmucin‐薬物相互作用評価の重要性を示しただけでなく、mucinを標的とすることで薬物の細胞膜透過性を亢進できる可能性を示した。今後、薬物の粘膜透過機構における粘液層・mucin層の影響をより詳細に明らかにすることの重要性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、既存の薬物吸収理論において未知とされていた薬物と粘液層との関係性について、mucin‐薬物相互作用という観点から分子論的な評価・考察を可能にした。本研究で得られた成果は、医薬品開発における腸管吸収の適正な評価法を確立する上での新規in vitro評価系の提案に寄与するだけでなく、mucinを標的とした新規吸収改善技術の開発および発展に貢献できるものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] The Glycosylated N-Terminal Domain of MUC1 Is Involved in Chemoresistance by Modulating Drug Permeation Across the Plasma Membrane2022

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Kaori、Kishimoto Hisanao、Kobayashi Hanai、Suzuki Ayaka、Higuchi Kei、Shirasaka Yoshiyuki、Inoue Katsuhisa
    • 雑誌名

      Molecular Pharmacology

      巻: 103 号: 3 ページ: 166-175

    • DOI

      10.1124/molpharm.122.000597

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Utilization of Sodium Nitroprusside as an Intestinal Permeation Enhancer for Lipophilic Drug Absorption Improvement in the Rat Proximal Intestine2021

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Hisanao、Miyazaki Kaori、Tedzuka Hiroshi、Ozawa Ryosuke、Kobayashi Hanai、Shirasaka Yoshiyuki、Inoue Katsuhisa
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 26 号: 21 ページ: 6396-6396

    • DOI

      10.3390/molecules26216396

    • 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] ムチン型糖鎖合成酵素阻害剤talniflumateは脂溶性抗がん剤の細胞膜透過を増強する2023

    • 著者名/発表者名
      伊勢 大地、岸本 久直、鈴木 彩佳、宮崎 歌織、樋口 慧、井上 勝央
    • 学会等名
      日本薬剤学会第38年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 脂溶性抗がん剤の細胞膜透過性に対するムチン型糖鎖の影響2023

    • 著者名/発表者名
      岸本 久直、伊勢 大地、鈴木 彩佳、宮崎 歌織、樋口 慧、井上 勝央
    • 学会等名
      第67回薬学会関東支部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Inhibition of mucin-type glycosyltransferase enhances membrane permeation of lipophilic anticancer drugs2023

    • 著者名/発表者名
      H. Kishimoto, D. Ise, A. Suzuki, K. Miyazaki, K. Higuchi, K. Inoue
    • 学会等名
      The international joint meeting of the 23rd International Conference on Cytochrome P450 (ICCP450) and the 38th Annual Meeting of the Japanese Society for the Study of Xenobiotics (JSSX)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中分子環状ペプチドと高分子ゲル形成ムチン間での相互作用2022

    • 著者名/発表者名
      岸本 久直、C Ridley、D J. Thornton
    • 学会等名
      日本薬剤学会第37年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 抗がん剤の細胞内移行性に与える糖鎖合成酵素阻害剤の影響2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 彩佳、岸本 久直、宮崎 歌織、樋口 慧、井上 勝央
    • 学会等名
      日本薬剤学会第37年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂溶性薬物の細胞膜透過性に対する糖鎖合成酵素阻害剤の効果2022

    • 著者名/発表者名
      岸本 久直、鈴木 彩佳、宮崎 歌織、樋口 慧、井上 勝央
    • 学会等名
      第66回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of talniflumate, a glycosyltransferase inhibitor, on mucus barrier function2022

    • 著者名/発表者名
      H Kishimoto, A Suzuki, K Miyazaki,K Higuchi, K Inoue
    • 学会等名
      第16回次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The extracellular domain of MUC1 confers anticancer drug resistance and modulates drug permeability.2022

    • 著者名/発表者名
      H Kishimoto, A Suzuki, K Miyazaki,K Higuchi, K Inoue
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第37年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 気液界面を模倣する疎水性溶媒を用いた上皮系培養細胞における粘液産生と細胞形態への影響2021

    • 著者名/発表者名
      鷹野 遥、岸本 久直、樋口 慧、井上 勝央
    • 学会等名
      日本薬剤学会第36年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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