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

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07557145
• 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: 矢野 育子 京都大学, 医学研究科, 助手 (50273446) ; 齋藤 秀之 京都大学, 医学研究科, 講師 (40225727) ; 橋本 征也 京都大学, 医学研究科, 助教授 (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

医薬品開発の前臨床試験では薬剤の有効・安全性を確保するために、吸収・分布・代謝・排泄や毒性についての検討が必須であるが、実験用動物の大量消費に対して批判が強まりつつある。我々は、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進めてきた。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し、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することよって、消化管吸収・腎排泄の新しいin vitro評価系の確率を目指した。本年度においては、前年度の研究成果に基づき、代表的株化細胞として腎臓ではLLC-PK_1細胞、OK細胞、また腸管ではCaco-2細胞を用い、有機アニオン、有機カチオン、β-ラクタム系抗生物質、ピリドンカルボン酸系抗菌剤、アミノグリコシド系抗生物質、抗癌剤について以下の実験を行った。
1.単層細胞シートを用いた薬物経細胞輸送実験:培養腎及び腸管上皮細胞系を用い、輸送担体の基質認識能について構造活性相関を中心に調べた。更に方向選択的経細胞輸送と細胞内蓄積の相関について解析し、培養細胞系を用いた薬物の消化管吸収・腎尿細管動態のin vitro評価法を確立した。
2.薬物輸送の速度論的解析: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開発し、細胞シートによる経細胞輸送の測定結果を解析した。その結果、薬物輸送の速度論的解析によって、薬物経細胞輸送に対する律速過程、および輸送担体の寄与を定量的に評価・予測できることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Takano,Mikihisa: "Regulation of p-aminohippurate transport by protein kinase C in OK kidney epithelial cells." Am.J.Physiol.271・2. F469-F475 (1996)
• [文献書誌] Terada,Tomohiro: "Identification of the histidine residures involved in substrate recoginition by a rat H+/peptide cotransporter, PEPT1." FEBS letters. 394・2. 196-200 (1996)
• [文献書誌] Tanaka,Kumiko: "Effect of cyclosporin analogues and FK506 on transcellular transport of daunorubicin and vinblastine via P-glycoprotein." Pharm.Res.13・7. 1081-1085 (1996)
• [文献書誌] Ohtomo,Takeshi: "Transport of levofloxacin in a kidney epithelial cell line,LLC-PK1 : Interaction with organic cation transporters in apical and basolateral membranes." J.Pharmacol.Exp.Ther.276・3. 1143-1148 (1996)
• [文献書誌] Saito,Hideyuki: "Cloning and functional characterization of a novel rat organic anion transporter mediating basolateral uptake of methotrexate in the kidney." J.Biol.Chem.271.34. 20719-20725 (1996)
• [文献書誌] Saito,Hideyuki: "Na+-dependent uptake of 1,5-anhydro-D-glucitol via the transport systems for D-glucose and D-mannose in the kidney epithelial cell line,LLC-PK1." Jpn.J.Nephrol.38・10. 435-440 (1996)