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2019 年度 実績報告書

網羅的及び標的プロテオミクスを用いたヒト脳関門の輸送機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H04004
研究機関東北大学

研究代表者

寺崎 哲也  東北大学, 薬学研究科, 教授 (60155463)

研究分担者 内田 康雄  東北大学, 薬学研究科, 講師 (70583590)
臼井 拓也  東北大学, 薬学研究科, 助教 (50835296)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード血液脳関門 / 血液クモ膜関門 / 血液脊髄関門 / 血液脳脊髄液関門 / タンパク質絶対発現量 / 局在解析 / ヒト / 種差
研究実績の概要

脳には、1)血液脳関門、2)血液脳脊髄液関門、3)血液クモ膜関門、4)血液脊髄関門があり、各々大脳毛細血管内皮細胞、脈絡叢上皮細胞、クモ膜上皮細胞、脊髄血管内皮細胞が実体である。本基盤B研究ではヒトのこれら脳関門の物質輸送機構を解明することを目的とする。ヒトの脳皮質、白質の血液脳関門および胸髄の血液脊髄関門における複数種類のトランスポーター、受容体、密着結合分子、マーカー分子などについて絶対発現量を解明した。ほとんどの分子について、大脳皮質の血液脳関門に比べて、白質や脊髄の血管では発現量が小さかった。ラットでは、血液脳関門と血液脊髄関門の間で、これらの分子の発現量に、大きな違いはなかったため、部位の違いに関して動物間の種差があることが示された。血液クモ膜関門の脳脊髄液側細胞膜と血液側細胞膜を分離し、LC-MS/MSで各トランスポーターを定量することによって、細胞膜局在を推定した。その結果、複数の薬物トランスポーター、内因性物質のトランスポーターについて、抗体を用いずに一斉に局在が決定された。血液クモ膜関門におけるトランスポーター局在は、組織切片を使った解析においてP-gpのみの報告にとどまっていたため、今回はじめて血液クモ膜関門の輸送システムの全容が見えたことになる。BCRPについては不死化細胞株による局在解析において両側局在と報告されていたが、組織レベルではP-gpと同様に血液側に局在することが今回初めて推定された。以上の内容について論文発表も済ませている。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] ウプサラ大学(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      ウプサラ大学
  • [国際共同研究] Cochin Institute/パリ第五大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Cochin Institute/パリ第五大学
  • [国際共同研究] ヘルシンキ大学/東フィンランド大学(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      ヘルシンキ大学/東フィンランド大学
  • [国際共同研究] スタンフォード大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      スタンフォード大学
  • [国際共同研究] Polish Academy of Sciences(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      Polish Academy of Sciences
  • [雑誌論文] Abundant Expression of OCT2, MATE1, OAT1, OAT3, PEPT2, BCRP, MDR1, and xCT Transporters in Blood-Arachnoid Barrier of Pig and Polarized Localizations at CSF- and Blood-Facing Plasma Membranes.2020

    • 著者名/発表者名
      Uchida Y, Goto R, Takeuchi H, Luczak M, Usui T, Tachikawa M, Terasaki T.
    • 雑誌名

      Drug Metab Dispos

      巻: 48(2) ページ: 135-145

    • DOI

      10.1124/dmd.119.089516

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Oxidative stress-induced activation of Abl and Src kinases rapidly induces P-glycoprotein internalization via phosphorylation of caveolin-1 on tyrosine-14, decreasing cortisol efflux at the blood-brain barrier.2020

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y, Uchida Y, Tachikawa M, Ohtsuki S, Couraud PO, Suzuki T, Terasaki T.
    • 雑誌名

      J Cereb Blood Flow Metab.

      巻: 40(2) ページ: 420-436

    • DOI

      10.1177/0271678X18822801

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative Protein Expression in the Human Retinal Pigment Epithelium: Comparison Between Apical and Basolateral Plasma Membranes With Emphasis on Transporters.2019

    • 著者名/発表者名
      Hellinen L, Sato K, Reinisalo M, Kidron H, Rilla K, Tachikawa M, Uchida Y, Terasaki T, Urtti A.
    • 雑誌名

      Invest Ophthalmol Vis Sci

      巻: 60(15) ページ: 5022-5034

    • DOI

      10.1167/iovs.19-27328

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Distinct roles of ezrin, radixin and moesin in maintaining the plasma membrane localizations and functions of human blood-brain barrier transporters.2019

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y, Uchida Y, Kuroda T, Tachikawa M, Couraud PO, Suzuki T, Terasaki T.
    • 雑誌名

      J Cereb Blood Flow Metab.

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1177/0271678X19868880

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective Protein Expression Changes of Leukocyte-Migration-Associated Cluster of Differentiation Antigens at the Blood-Brain Barrier in a Lipopolysaccharide-Induced Systemic Inflammation Mouse Model without Alteration of Transporters, Receptors or Tight Junction-Related Protein.2019

    • 著者名/発表者名
      Sato K, Tachikawa M, Watanabe M, Uchida Y, Terasaki T.
    • 雑誌名

      Biol Pharm Bull.

      巻: 42(6) ページ: 944-953

    • DOI

      10.1248/bpb.b18-00939

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amyloid beta(25-35) impairs docosahexaenoic acid efflux by down-regulating fatty acid transport protein 1 (FATP1/SLC27A1) protein expression in human brain capillary endothelial cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Ochiai Y, Uchida Y, Tachikawa M, Couraud PO, Terasaki T.
    • 雑誌名

      J Neurochem.

      巻: 150(4) ページ: 385-401

    • DOI

      10.1111/jnc.14722

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of Blood-Brain Barrier-Permeable Proteins Derived from a Peripheral Organ: In Vivo and in Vitro Evidence of Blood-to-Brain Transport of Creatine Kinase.2019

    • 著者名/発表者名
      Sato K, Tachikawa M, Watanabe M, Miyauchi E, Uchida Y, Terasaki T.
    • 雑誌名

      Mol Pharm.

      巻: 16(1) ページ: 247-257

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.8b00975

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cluster of Differentiation 46 Is the Major Receptor in Human Blood-Brain Barrier Endothelial Cells for Uptake of Exosomes Derived from Brain-Metastatic Melanoma Cells (SK-Mel-28).2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroda H, Tachikawa M, Yagi Y, Umetsu M, Nurdin A, Miyauchi E, Watanabe M, Uchida Y, Terasaki T.
    • 雑誌名

      Mol Pharm.

      巻: 16(1) ページ: 292-304

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.8b00985

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中枢疾患時の血液脳関門P糖タンパク質の機能変動機構の解明と中枢関門創薬への新展開2019

    • 著者名/発表者名
      内田康雄、臼井拓也、寺崎哲也
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 271(1) ページ: 104-111

  • [雑誌論文] オピニオン: 脳への薬物送達研究の新たな日の出に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      寺崎哲也
    • 雑誌名

      Drug Delivery System

      巻: 34 (5) ページ: 334

  • [雑誌論文] オピニオン: プロテオミクスによる創薬科学の新展開2019

    • 著者名/発表者名
      寺崎哲也
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 55(12) ページ: 1097

  • [学会発表] SWATH定量プロテオミクスに基づくヒト小児てんかんの焦点部位における血液脳関門と脳実質組織の病態変動機構の網羅的解明2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤理沙、内田康雄、大森広太郎、梅津美奈、Gerald Grant、Brenda Porter、Anthony Bet、立川正憲、臼井拓也、寺崎哲也
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
  • [学会発表] 定量プロテオミクスによるヒト血液クモ膜関門における薬物輸送担体及び薬物代謝酵素の発現量解析2020

    • 著者名/発表者名
      竹内妃奈、内田康雄、後藤諒平、臼井拓也、田野光敏、高尾昌樹、寺崎哲也
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
  • [学会発表] Anti-epileptic drug metabolizing enzymes are upregulated at the blood-brain barrier in pharmacoresistant childhood epilepsy: SWATH-based comprehensive quantitative proteomic study2019

    • 著者名/発表者名
      R Sato, Y Uchida, K Omori, M Umetsu, G Grant, B Porter, A Bet, M Tachikawa, T Usui, and T Terasaki
    • 学会等名
      34th JSSX annual conference
  • [学会発表] (英語口頭発表部門で優秀口頭発表賞を受賞(47演題中4演題)学部4年生が受賞するのは快挙) OCT2 protein is expressed in CSF side of the porcine blood-arachnoid barrier, while MATE1 is in blood side: Application of qTAP to transporter localization2019

    • 著者名/発表者名
      H Takeuchi, Y Uchida, R Goto, M Luczak, T Usui and T Terasaki
    • 学会等名
      34th JSSX annual conference
  • [学会発表] (永井財団大学院学生スカラシップ採択) 網羅的かつ高精度なトランスポーター基質探索に向けたカクテル輸送実験におけるSWATH一斉定量法の評価2019

    • 著者名/発表者名
      笠森なな、内田康雄、寺崎哲也
    • 学会等名
      日本薬剤学会第34年会
  • [学会発表] (口頭発表部門で優秀発表賞を受賞) 脈絡叢と脳軟髄膜の標的プロテオミクス解析:ブタ1 頭あたりの脈絡叢と脳軟髄膜におけるトランスポータータンパク質の発現量解析と膜タンパク質の膜局在の網羅的解明2019

    • 著者名/発表者名
      後藤諒平、内田康雄、竹内妃奈、Magdalena Luczak、臼井拓也、立川正憲、寺崎哲也
    • 学会等名
      第41回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • [学会発表] 薬剤耐性型てんかん患者の血液脳関門で薬物代謝酵素が発現上昇する。2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤理沙、内田康雄、大森広太郎、梅津美奈、Gerald Grant、Brenda Porter、Anthony Bet、立川正憲、臼井拓也、寺崎哲也
    • 学会等名
      第58回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] ブタ血液クモ膜関門におけるトランスポーター13分子の局在一斉解明2019

    • 著者名/発表者名
      竹内妃奈、内田康雄、後藤諒平、Magdalena Luczak、臼井拓也、寺崎哲也
    • 学会等名
      第58回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] Keynote Lecture, Regulation mechanism of P-gp in the blood-brain barrier2019

    • 著者名/発表者名
      T Terasaki
    • 学会等名
      Meet the Experts 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Proteomics based studies of disease effect on the blood-brain barrier transporters2019

    • 著者名/発表者名
      T Terasaki
    • 学会等名
      12th International ISSX Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Transporter Mediated Drug Efflux at the BBB2019

    • 著者名/発表者名
      T Terasaki
    • 学会等名
      2019 AAPS-IBBS Joint Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] がんprecision medicineにおける次世代型網羅的標的プロテオミクス技術の応用2019

    • 著者名/発表者名
      寺崎哲也
    • 学会等名
      ディ・スリー研究所設立20周年記念講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 特別講演 定量的proteotypingに基づく薬剤学の新地平2019

    • 著者名/発表者名
      寺崎哲也
    • 学会等名
      第34回日本薬剤学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Round Table Session 脳への薬物送達における 課題と解決法2019

    • 著者名/発表者名
      寺崎哲也
    • 学会等名
      第34回日本薬剤学会年会
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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