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2018 年度 実施状況報告書

簡便で効率的な3次元液滴培養法をヒト多機能分化誘導細胞へ応用する薬物相互作用研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K08426
研究機関昭和薬科大学

研究代表者

村山 典惠  昭和薬科大学, 薬学部, 講師 (90219949)

研究分担者 山崎 浩史  昭和薬科大学, 薬学部, 教授 (30191274)
清水 万紀子  昭和薬科大学, 薬学部, 准教授 (90307075)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード初代培養肝細胞 / BeWo細胞 / P450 / 酵素誘導 / ヒト肝由来HepaRG cells / ips細胞 / 薬物透過性
研究実績の概要

ヒト肝初代培養肝細胞と胎盤細胞を用いて、薬物代謝能に影響を与えている要因について検討を行った。先行研究で、培養細胞系の培養液の添加物の状態によって基底レベルの発現が変動すること、それに伴って誘導効果がマスクされてしまう可能性について検討を行っている。既成培地では、特に培地中のハイドロコルチゾンの添加によって、肝薬物代謝酵素チトクロムP450 の発現量が高めらている可能性が考えられたことから、培地中の組成を必要最低限に設定し、各種ホルモン添加の影響について検討を行った。その結果、ハイドロコルチゾンの添加量に比例してP4503A4の基底レベルの発現が上昇するため誘導効果が反映されにくいことが明らかとなった。更にヒト胎盤細胞BeWoを用いて同様の検討を行ったところ、通常設定培地よりも血清量を減らした状態では、胎盤に存在する薬物代謝酵素について、典型的な誘導剤に対する反応性が認められた。ヒトでは妊娠最終期に血中のステロイドホルモンレベルが上昇することから、胎盤の薬物代謝活性への影響を今回検討した培地条件を利用して行くことでより正確に把握することができると考えている。また3種サリドマイド類縁化合物の胎盤透過性について検討を行った結果、特にレナリドマイドの透過性が低いことが明らかとなった、この要因として胎盤内での薬物アセチル化に伴って、薬物の極性が低下し細胞内への取り込みに影響を与えている可能性が示唆され、今後さらに検討していく予定である。以上の結果を踏まえて、iPSの肝細胞への分化誘導と各種薬物代謝酵素発現を促す生体内因子を明らかにし、実験系として確立することによって、今後生体内物質と新規外来異物による代謝酵素発現誘導を検討する有効な手段として用いられることが期待できる。

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

今年度は、ヒト肝細胞が使用できたことで、データを蓄積することができた一方で、ロットによる差が顕著に表れており、一部反応性が低く結果として検討することが困難であった。培地添加について血清から内因性物質除去のために活性炭-デキストラン処理を行ったが、今後市販の内因性物質除去血清とも比較検討を行いたいと考えている。

今後の研究の推進方策

前年度までの結果をもとに、iPS細胞の肝細胞分化誘導について、特に薬物代謝酵素発現・調節機構の解明に活用できるような手法をプロトコール化することで、iPS細胞を一定の条件下で反応に用いられるようにしていく。また、薬物添加時の影響について、細胞透過性と吸収性についての検討を消化管の代表例として、ヒト小腸細胞CaCo2並びに胎盤細胞と肝細胞との共培養系を確立し、薬物吸収による毒性発現の検出と評価を行えることを最終的には考えている。

次年度使用額が生じた理由

試薬購入の際、予定の額よりもキャンペーン価格の時期と一致したため、その値引きの分が今回残額として発生した。今年度計上額と合わせ、試薬の購入に有意義に反映させていきたいと考えている。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Cytochrome P450-dependent drug oxidation activities in commercially available hepatocytes derived from human induced pluripotent stem cells cultured for 3 weeks2018

    • 著者名/発表者名
      Murayama, N. and Yamazaki, H.
    • 雑誌名

      J.Toxicol. Sci.

      巻: 43 ページ: 241~245

    • DOI

      10.2131/jts.43.241

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Assessment of multiple cytochrome P450 activities in metabolically inactivated human liver microsomes and roles of P450 2C isoforms in reaction phenotyping studies2018

    • 著者名/発表者名
      Murayama N, Yajima K, Hikawa M, Shimura K, Ishii Y, Takada M, Uno Y, Utoh M, Iwasaki K, Yamazaki H.
    • 雑誌名

      Biopharm. Drug Dispos.

      巻: 39 ページ: 116~121

    • DOI

      10.1002/bdd.2115

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Association of pharmacokinetic profiles of lenalidomide in human plasma simulated using pharmacokinetic data in humanized-liver mice with liver toxicity dete,cted by human serum albumin RNA.2018

    • 著者名/発表者名
      Murayama,N., Suemizu,H., Uehara,S., Kusama,T. Mitsui,M., Kamiya,Y., Shimizu,M., Guengerich,F. P., and Yamazaki,H.
    • 雑誌名

      J. Toxicol.Sci

      巻: 43 ページ: 369~375

    • DOI

      10.2131/jts.43.369.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chimeric mice with humanized liver as a model for testing organophosphate and carbamate pesticide exposure.2018

    • 著者名/発表者名
      Suemizu, H., Kawai, K., Murayama, N., Nakamura, M., and Yamazaki, H.
    • 雑誌名

      Pest Manag.Sci.

      巻: 74 ページ: 1424~1430

    • DOI

      10.1002/ps.4825

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular and functional characterization of UDP-glucuronosyltransferase 1A in cynomolgus macaques.2018

    • 著者名/発表者名
      Uno, Y., Takahira, R., Murayama, N., Ishii, Y., Ikenaka, Y., Ishizuka, M., Yamazaki, H., and Ikushiro, S.
    • 雑誌名

      Biochem. Pharmacol.

      巻: 155 ページ: 172~181

    • DOI

      10.1016/j.bcp.2018.06.027

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Cytochrome P450 3A Enzyme-dependent Thalidomide Toxicity and Inducibility in Cultured Human Placental Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Norie Murayama, F. Peter Guengerich, and Hiroshi Yamazaki
    • 学会等名
      22nd North American ISSX Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Activities of UDP-glucuronosyltransferase 1A/2B Enzymes in Marmoset Liver Microsomes: Comparison with Cynomolgus Macaques and Humans2018

    • 著者名/発表者名
      Norie Murayama, Shotaro Uehara, Yu Ishii, Shunsuke Onozeki, Shu Kawamura, Shinichi Ikushiro, Yasuhiro Uno, Hiroshi Yamazaki
    • 学会等名
      2018 International Meeting on 22nd MDO and 33rd JSSX
    • 国際学会
  • [学会発表] 化学物質の肝毒性評価を目指した生理学的薬物動態モデルを用いたラット体内動態予測2018

    • 著者名/発表者名
      村山典恵、岩崎美友、小林由惟、大西潮、吉沢愛映、水野紗和、中里真悠子、中村仁美、
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会

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公開日: 2019-12-27  

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