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血液脳関門を介さない皮膚から脳への新規薬剤輸送機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K18392
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金
審査区分 中区分53:器官システム内科学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

金田 眞理  大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座教授 (70397644)

研究分担者 望月 秀樹  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (90230044)
前田 真一郎  大阪大学, 大学院薬学研究科, 講師 (60452398)
小池・熊谷 牧子  大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座助教 (30391949)
中村 歩  大阪大学, 医学部附属病院, 薬剤師 (40602686)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2024年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2023年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2022年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワードシロリムス局所外用療法 / シロリムス / 新規薬剤輸送機構 / 血液脳関門 / 結節性硬化症 / てんかん / 中枢神経病変治療用外用薬
研究開始時の研究の概要

結節性硬化症(TSC)はmTORC1(エムトールC1)の恒常的活性化で、全身に腫瘍やてんかんを発症する遺伝性疾患である。TSCの皮膚病変治療薬である、mTORC1阻害薬シロリムスの塗り薬を使用していた患者の中に、皮膚への少量塗布で血中シロリムス濃度の上昇なく、てんかんが改善する患者が現れた。そこでてんかんを有するTSCのモデルマウスで検討したところ、マウスでも同様の結果が得られた。皮膚塗布により、シロリムスが血液を介さずに、脳へ輸送された可能性が考えられた。本研究ではその機構の解明を行う。

研究実績の概要

結節性硬化症の皮膚病変治療薬である、mTORC1阻害薬シロリムスの塗り薬を使用した患者の中に、皮膚への少量塗布で血中シロリムス濃度の上昇なく、てんかんが改善する患者が現れたので、皮膚塗布により、シロリムスが血液を介さない新規の機構で脳へ輸送され効果を発揮したと考え、その新規薬剤輸送機構の解明を目指すことにした。
昨年度は、まず、てんかんを発症し、シロリムスの全身投与で治癒する結節性硬化症のモデルマウス(TscMitf CKOマウス)を用いて、シロリムス外用薬のてんかん抑制効果を検討し、結果として結節性硬化症のモデルマウスにおいても人と同様に、シロリムスの外用でてんかん発作の軽快治癒が認められることを確認した。
今年度は、モデルマウスにおけるシロリムス外用薬の効果が血液を介さない(血液脳関門を通過しない)新規の薬剤輸送機構であることを確認するために、まずシロリムス外用薬のてんかん抑制効果は外用薬のシロリムス濃度に有意に相関するが、マウスの血中濃度とは相関しないことを示した。さらに血中濃度を同じにすると、てんかん抑制効果はシロリムス外用薬を皮膚に塗布した時の方がシロリムスを全身投与した時に比べて、有意に強いことも確認した。そのうえで、塗布部の皮膚にきている神経を切断して、シロリムス外用薬のてんかん抑制効果を検討した。その結果、神経を切断するとシロリムス外用薬のてんかん抑制効果は消失することが確認できた。また神経切断の有無で血中のシロリムス濃度はかわらなかった。以上よりシロリムス外用薬のてんかん抑制効果は、シロリムスの血中を介さない、経神経的な新規の薬剤輸送機構を介したものである可能性が確認できた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ロシアのウクライナ侵攻などの影響による試薬不足のために昨年までに生じていた研究の遅れはかなり解消されたが、当大学の動物実験施設の移転に伴い、モデルマウスの疾患感受性に変化を生じたため、さらに、昨年以来の円安の影響で解析費用や機器、試薬などの高騰のため、実験計画の一部の変更を余儀なくされた。ただし、研究全体の進捗状況は概ね予定通りである。

今後の研究の推進方策

現時点で我々は、人のみならずマウスにおいても、シロリムスの皮膚への少量塗布で血液を介することなく、てんかん発作の抑制が可能であることを示した。しかしながらその機序に関しては不明である。今後は、シロリムスがダイレクトに脳に入ってその効果を発揮することを確認するために、まずは、前述のモデルマウスの皮膚にシロリムスゲルを塗布し、マウスの皮膚組織、脳組織、血液中のシロリムス濃度をLC/MS/MS法で測定する。シロリムスがダイレクトに血液を介さずに脳に移行することが確認できれば、本マウス以外の結節性硬化症のモデルマウス、コントロールマウス、およびアルツハイマー病やパーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症などの中枢神経系の炎症性疾患や変性疾患のモデルマウスを用いて、血液を介さない脳へのシロリムスの新規薬剤輸送機構が、正常時にも存在する機構であるのか、本マウスあるいは結節性硬化症に特異的な機構であるのか、中枢神経系に炎症や変性がおこった時に認められる特異的な機構であるのかどうかを検討する。ついで、シロリムス以外の薬剤でシロリムスと同様に血液を介さない中枢神経系への輸送が可能な薬物の有無を検討する。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 審査結果の所見   実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2025 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 図書 (6件)

  • [雑誌論文] Tuberous Sclerosis Complex2025

    • 著者名/発表者名
      Wataya-kaneda Mari
    • 雑誌名

      The Keio Journal of Medicine

      巻: 74 号: 1 ページ: 42-51

    • DOI

      10.2302/kjm.2023-0011-IR

    • ISSN
      0022-9717, 1880-1293
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution of shagreen patches and fibrous cephalic plaques in patients with tuberous sclerosis complex: A retrospective cohort study2024

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Aya、Hattori Satoshi、Sakai Ena、Yang Lingli、Katayama Ichiro、Fujimoto Manabu、Wataya-Kaneda Mari
    • 雑誌名

      Journal of the American Academy of Dermatology

      巻: 90 号: 4 ページ: 849-852

    • DOI

      10.1016/j.jaad.2023.11.061

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinct Transcriptional Profiles in the Different Phenotypes of Neurofibroma from the Same Subject with Neurofibromatosis 12024

    • 著者名/発表者名
      Wang Wei-Ning、Koguchi-Yoshioka Hanako、Nimura Keisuke、Watanabe Rei、Tanemura Atsushi、Fujimoto Manabu、Wataya-Kaneda Mari
    • 雑誌名

      Journal of Investigative Dermatology

      巻: 144 号: 1 ページ: 133-141.e4

    • DOI

      10.1016/j.jid.2023.03.1688

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validation of the Index for Facial Angiofibromas: Data analysis from a randomized controlled trial of sirolimus gel treatment in patients with tuberous sclerosis complex2024

    • 著者名/発表者名
      Hamada Izumi、Yukutake Yoshinori、Morita Yusuke、Ishikawa Norifumi、Shimizu Kenji、Wataya‐Kaneda Mari
    • 雑誌名

      The Journal of Dermatology

      巻: ー 号: 6 ページ: 752-758

    • DOI

      10.1111/1346-8138.17220

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pilot Study for the Treatment of Cutaneous Neurofibromas in Neurofibromatosis Type 1 Patients Using Topical Sirolimus Gel2023

    • 著者名/発表者名
      Wataya-Kaneda M*, Watanabe Y, Nakamura A, Yamamoto K, Okada K, Maeda S, Nimura K, Saga K, Katayama I
    • 雑誌名

      Journal of the American Academy of Dermatology

      巻: 88 ページ: 877-880

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification of the efficacy of topical sirolimus gel for systemic rare vascular malformations: a pilot study2023

    • 著者名/発表者名
      Wataya‐Kaneda Mari、Maeda Shinichirou、Nakamura Ayumi、Hayashi Misa、Fujimoto Manabu
    • 雑誌名

      The Journal of Dermatology

      巻: 50 号: 12 ページ: 1619-1624

    • DOI

      10.1111/1346-8138.16930

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pilot study for the treatment of cutaneous neurofibromas in neurofibromatosis type 1 patients using topical sirolimus gel2023

    • 著者名/発表者名
      Wataya-Kaneda Mari、Watanabe Yoshiyuki、Nakamura Ayumi、Yamamoto Kouji、Okada Kiyoshi、Maeda Shinichiro、Nimura Keisuke、Saga Kotaro、Katayama Ichiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Academy of Dermatology

      巻: 88 号: 4 ページ: 877-880

    • DOI

      10.1016/j.jaad.2022.08.066

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Author reply to "WNT10A variant and severe scoliosis?"2022

    • 著者名/発表者名
      Koguchi-Yoshioka H, et al. Among authors: katayama i.
    • 雑誌名

      J Dermatol.

      巻: 49 号: 11

    • DOI

      10.1111/1346-8138.16560

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validation of the Index for Facial Angiofibromas: A new scoring tool to assess facial angiofibromas in the tuberous sclerosis complex2022

    • 著者名/発表者名
      Dill Patricia Elsa、Bessis Didier、Guidi Beatrice、Hadj-Rabia Smail、Itin Peter、Koenig Mary Kay、Moreno-Artero Ester、Erlanger Tobias E.、Cattaneo Marco、Weber Peter、Wataya-Kaneda Mari
    • 雑誌名

      Journal of the American Academy of Dermatology

      巻: 87 号: 6 ページ: 1448-1450

    • DOI

      10.1016/j.jaad.2022.07.041

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Abnormal White Matter Microstructure in the Limbic System Is Associated With Tuberous Sclerosis Complex-Associated Neuropsychiatric Disorders2022

    • 著者名/発表者名
      Sato, Akemi Tominaga, Koji Iwatani, Yoshiko Kato, Yoko Wataya-Kaneda, Mari Makita, Kai Nemoto, Kiyotaka Taniike, Masako Kagitani-Shimono, Kuriko
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurology

      巻: 13 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3389/fneur.2022.782479

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Familial Michelin tire baby syndrome.2022

    • 著者名/発表者名
      [Mami Hayashi,Mari Wataya-Kaneda,Hanako Koguchi-Yoshioka,Noriko Arase,Tateki Kubo,Hajime Nakano,Manabu Fujimoto]
    • 雑誌名

      The Journal of dermatology

      巻: - 号: 7

    • DOI

      10.1111/1346-8138.16346

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sirolimus relieves seizures and neuropsychiatric symptoms via changes of microglial polarity in tuberous sclerosis complex model mice2022

    • 著者名/発表者名
      Makiko Koike-Kumagai, Manabu Fujimoto, Mari Wataya-Kaneda
    • 雑誌名

      Neuropharmacology

      巻: 218 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2022.109203

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sirolimus relieves seizures and neuropsychiatric symptoms via changes of microglial polarity in tuberous sclerosis complex model mice2022

    • 著者名/発表者名
      Makiko Koike-Kumagai, Mari Wataya-Kaneda*
    • 雑誌名

      J Exp Neurol.

      巻: 3 ページ: 63-70

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clinical practice guidelines for pseudoxanthoma elasticum (2017)2022

    • 著者名/発表者名
      Iwanaga Akira、Utani Atsushi、Koike Yuta、Okubo Yumi、Kuwatsuka Yutaka、Endo Yuichiro、Tanizaki Hideaki、Wataya‐Kaneda Mari、Hatamochi Atsushi、Minaga Kosuke、Ogi Tomoo、Yamamoto Yosuke、Ikeda Satoshi、Tsuiki Eiko、Tamura Hiroshi、Maemura Koji、Kitaoka Takashi、Murota Hiroyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Dermatology

      巻: 49 号: 3 ページ: 91-98

    • DOI

      10.1111/1346-8138.16301

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution of hypomelanotic macules in tuberous sclerosis complex: A retrospective cohort study2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi A, et al. Among authors: katayama i,
    • 雑誌名

      J Am Acad Dermatol.

      巻: 87 号: 1 ページ: 237-240

    • DOI

      10.1016/j.jaad.2021.07.071

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Distinct transcriptional profiles in the different phenotypes of neurofibroma from the same neurofibromatosis 1 subject2023

    • 著者名/発表者名
      Wei-Ning Wang1, Hanako Koguchi-Yoshioka, Rei Watanabe, Manabu Fujimoto, and Mari Wataya-Kaneda
    • 学会等名
      1st International Societies for Investigative Dermatology Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epilepsy and TAND in the tuberous sclerosis complex are caused by an alteration in microglial polarity to M1 and sirolimus cures them by returning microglial polarity to M2.2023

    • 著者名/発表者名
      Emi Kaeda, Makiko Koike-Kumagai, Mari Wataya-Kaneda
    • 学会等名
      2023 International TSC Research Conference
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sirolimus alters microglial polarity leading to improvement of neuropsychiatric symptoms of tuberous sclerosis complex mice model.2023

    • 著者名/発表者名
      Makiko Koike-Kumagai, Mari Wataya-Kaneda
    • 学会等名
      1 st. International Conference of Neuroscience and Neurology. Hybrid event in Dubai, UAE
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 結節性硬化症2023

    • 著者名/発表者名
      金田 眞理
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      (株)総合医学社
    • ISBN
      9784883784691
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] 結節性硬化症の治療の進歩2023

    • 著者名/発表者名
      金田 眞理
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      科学評論社
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] プライマリケアで重要な皮膚症状とその対応 白斑2023

    • 著者名/発表者名
      金田 眞理
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      診断と治療社
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] 結節性硬化症の皮膚病変に対するシロリムスゲルの効果および今後の問題点2023

    • 著者名/発表者名
      金田 眞理
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      マルホ株式会社
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] 「皮膚科の臨床」臨時増刊号2022

    • 著者名/発表者名
      金田眞理
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      金原出版
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 皮膚アレルギーフロンティア 2022.5 Vol,20 No.12022

    • 著者名/発表者名
      金田眞理
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      (株)メディカルレビュー社
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2024-12-25  

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