| 研究課題/領域番号 |
12672154
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
医薬分子機能学
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
今井 輝子 熊本大学, 薬学部, 教授 (70176478)
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| 研究分担者 |
細川 正清 千葉大学, 薬学部, 助教授 (70181500)
武谷 恵 熊本大学, 薬学部, 助手 (10315294)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| キーワード | カルボキシルエステラーゼ / プロドラッグ / 加水分解 / エステル結合 / 分子設計 / 小腸ミクロソーム / 肝臓ミクロソーム / 発現系 |
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| 研究概要 |
医薬品の開発において、薬物の物理化学的あるいは生物学的特性を改善するために、水解酵素活性を利用した分子修飾が施されることがある。しかしながら、一見単純なエステル結合でも、そのin vivo変換効率は動物種間で大きく異なるため、人における体内動態の予測ができず、医薬品開発の妨げとなっている。本研究では、経口投与後のエステル医薬品の体内動態に大きく寄与する小腸および肝臓の加水分解活性の種差を検討し、さらに、ヒトカルボキシルエステラーゼ(CES)の発現系細胞ホモジネートを用いたin vivo加水分解活性の予測の妥当性を評価した。さらに、小腸上皮細胞モデルであるCaco-2細胞にヒト小腸酵素を発現させ、消化管吸収時のバイオアベイラビリティを予測するための培養細胞系を樹立することを目的として検討を行った。
まず、小腸および肝臓の加水分解活性について検討した結果、いずれの動物種においても、小腸の加水分解活性はCES2ファミリー酵素の活性と同様で、アシル基の大きな基質を認識し難く、アイソザイムの活性および発現量の相違が種差の要因であることが明らかとなった。また、回腸にくらべ空腸に酵素の発現量が多く、それに伴って活性も増大することが明らかとなった。肝臓には基質認識性の広いCES1酵素およびCES2酵素が存在するが、肝臓の加水分解活性はCES1酵素によって説明でき、CES1発現系細胞の活性から予測可能であると考えられた。これらの結果から、CES1とCES2酵素の基質特異性の差異を利用することにより、小腸および肝臓の加水分解をコントロールしたプロドラッグのデザインが可能であると考えられた。さらに、ヒトにおける薬物吸収のモデル細胞であるCaco-2細胞には、CES1およびCES2酵素が既に発現しており、加水分解を予測できる小腸上皮細胞モデルとしては、CES1およびCES2の発現量を調節する必要性が示された。
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