培養細胞系を用いた薬物輸送の速度論的解析に基づく消化管吸収・腎排泄評価法の開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07557145
• 研究種目: 試験研究(B)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 乾 賢一 京都大学, 医学研究科, 教授 (70034030)
• 研究分担者: 奥田 真弘 京都大学, 医学研究科, 助手 (70252426) ; 齋藤 秀之 京都大学, 医学研究科, 助手 (40225727) ; 橋本 征也 京都大学, 医学研究科, 講師 (90228429)
• キーワード: 培養細胞 / LLC-PK_1 / Caco-2 / ペプチド輸送系 / β-ラクタム系抗生物質 / 経細胞輸送 / 腎毒性 / 速度論的解析

研究概要

我々は、数年前より細胞膜小胞系・培養細胞系等の新しいin vitro実験系を用いて、小腸や腎尿細管における吸収・分泌機構や細胞毒性に関する研究を行い、これら実験系が、薬物吸収・分泌や毒性の評価法として有用であることを示してきた。本研究では、培養腎及び腸管上皮細胞を用いて薬物輸送を速度論的に解析することにより、薬物の膜輸送特性と方向選択的な経細胞輸送の関係、および経細胞輸送の律速過程と細胞内蓄積の関係を明らかにし、消化管吸収・腎排泄・腎毒性の新しいin vitro評価系を確立することを目的として、以下の検討を行った。
1.単層細胞シートを用いた経細胞輸送実験:多孔性フィルター(Transwell)上に上皮細胞を培養して単層細胞シートを形成させた。頂側膜あるいは側底膜側のチャンバーに薬物を添加し、反対側チャンバーへの薬物の移行性(経細胞輸送)について検討し、腸管モデル(吸収)、尿細管モデル(分泌)としての最適条件を設定した。
2.単層腎細胞シートを用いた細胞毒性実験:種々の細胞培養条件や薬物添加条件下で薬物毒性を比較し、毒性評価のための最適条件を決定した。これまでの研究成果に基づき、細胞毒性の指標には刷子縁膜局在酵素やリソソーム酵素の変化、等を測定した。
3.薬物輸送の速度論的解析およびin vivo実験との相関解析:刷子縁膜および側底膜における薬物輸送活性(influxおよびefflux clearance)を評価し得る薬物速度論モデルを構築し、細胞シートによる経細胞輸送の測定結果を解析した。また、培養細胞による経細胞輸送の実験結果と実験動物による腸管吸収実験、腎排泄実験の結果との相関性について検索を行っている。

研究成果

• [文献書誌] Ohtomo,Takeshi: "Transport of levofloxacin in a kidney epithelial cell line, LLC-PK_1: Interaction with organic cation transporters in apical and basolateral membranes." J. Pharmacol. Exp. Ther.(in press). (1996)
• [文献書誌] Saito,Hideyuki: "Molecular cloning and tissue distribution of rat peptide transporter PEPT2." Biochem. Biophys. Acta. (in press). (1996)
• [文献書誌] Saito,Hideyuki: "Cloning and characterization of a rat H^+/peptide cotransporter mediating absorption of betalactam antibiotics in the intestine and kidney." J. Pharmacol. Exp. Ther.275. 1631-1637 (1995)
• [文献書誌] Hirai,Midori: "Cepharanthin, a multidrug resistant modifier, is a substrate for P-glycoprotein." J. Pharmacol. Exp. Ther.275. 73-78 (1995)
• [文献書誌] matsumoto,Shin-ichi: "Transport characteristics of ceftibuten, a new cephalosporin antibiotics, via the apical H^+/dipeptide cotransport system in human intestinal cell line Caco-2: Regulation by cell growth." Pharm. Res.12. 1483-1487 (1995)
• [文献書誌] Nagai,Junya: "Specificity of p-aminohippurate transport system in the OK kidney epithelial cell line." J. Pharmacol. Exp. Ther.274. 1161-1166 (1995)