非ヒト霊長類および実験動物チトクロムP450の生化学的比較解析

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K15520
• 研究機関: 公益財団法人実験動物中央研究所
• 研究代表者: 上原 正太郎 公益財団法人実験動物中央研究所, 実験動物研究部, 研究員 (10733123)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 薬物代謝における動物種差 / マーモセット / シトクロムP450 / P450 3A4 / P450 2D6 / P450 2C19 / プロゲステロン / プロパフェノン

研究実績の概要

薬物の代謝経路あるいは代謝速度は、シトクロムP450（P450）の酵素学的性質に基づいて動物種により異なる。in vitro代謝実験により様々な薬物の代謝に関与するP450分子種の役割をヒトと実験動物の間で比較解析した。マーモセット肝によるプロゲステロンの酸化的代謝について組換えマーモセットP450酵素を用いて調べたところ、21/17αおよび16α/６β水酸化反応におけるそれぞれP450 2C58/19およびP450 3A4/90の関与が明らかになった。ステロイド代謝を触媒するP450 2Cおよび3A酵素の役割は、ヒト肝およびマーモセット肝で類似していることが示唆された。またヒト、カニクイザル、マーモセット、イヌ、ミニブタ、ラットおよびマウスの肝ミクロゾームによる抗不整脈薬プロパフェノンの主要酸化酵素活性を調べたところ、マーモセット肝のみがヒト肝と同様に５-水酸化反応を優先的に触媒した。興味深いことにラット肝の主要なプロパフェノン酸化反応は、ヒト肝により触媒される５-水酸化反応ではなく、４’-水酸化反応であった。組換えP450酵素を用いたプロパフェノン代謝実験により、ラットP450 2D2およびヒトP450 2D6はそれぞれ優先的に４’-および5-水酸化反応を触媒することから、P450 2D酵素の触媒機能がそれぞれの動物肝におけるプロパフェノン酸化的代謝の特徴を決定づけていると考えられた。以上、ヒトおよび実験動物肝のP450酵素を介した薬物酸化酵素反応の種差を分子レベルで明らかにした。これらの知見は創薬研究における実験動物を用いた薬物動態試験を実施する際の基盤情報として活用することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Survey of Drug Oxidation Activities in Liver and Intestine Microsomes of Individual Common Marmosets, a New Nonhuman Primate Animal Model. (2019)
  • 著者名/発表者名: Uehara S, Oshio T, Nakanishi K, Tomioka E, Suzuki M, Inoue T, Uno Y, Sasaki E, Yamazaki H.
  • 雑誌名: Curr Drug Metab. 巻: 20 ページ: 103-113
  • DOI: 10.2174/1389200219666181003143312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Marmoset Cytochrome P450 2B6, a Propofol Hydroxylase Expressed in Liver. (2019)
  • 著者名/発表者名: Oshio T, Uehara S, Uno Y, Inoue T, Sasaki E, and Yamazaki H.
  • 雑誌名: Xenobiotica 巻: 49 ページ: 265-269
  • DOI: 10.1080/00498254.2018.1439204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and inducibility of cytochrome P450s in human hepatocytes isolated from chimeric mice with humanized livers. (2019)
  • 著者名/発表者名: Uehara S, Higuchi Y, Yoneda N, Yamazaki H, and Suemizu H.
  • 雑誌名: Xenobiotica 巻: 49 ページ: 678-687
  • DOI: 10.1080/00498254.2018.1495346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymorphisms of cytochrome P450 2B6 (CYP2B6) in cynomolgus and rhesus macaques. (2019)
  • 著者名/発表者名: Uno Y, Uehara S, and Yamazaki H. Polymorphisms of cytochrome P450 2B6 (CYP2B6) in cynomolgus and rhesus macaques.
  • 雑誌名: J Med Primatol. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/jmp.12336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regioselective hydroxylation of an antiarrhythmic drug, propafenone, mediated by rat liver cytochrome P450 2D2 differs from that catalyzed by human P450 2D6. (2019)
  • 著者名/発表者名: Uehara S, Murayama N, Yamazaki H, and Suemizu H.
  • 雑誌名: Xenobiotica 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1080/00498254.2018.1564401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular cloning and tissue distribution of a novel marmoset ABC transporter. (2018)
  • 著者名/発表者名: Uehara S, Uno Y, Inoue T, Sasaki E, and Yamazaki H.
  • 雑誌名: Biopharm Drug Dispos. 巻: 39 ページ: 59-63
  • DOI: 10.1002/bdd.2111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of aging and rifampicin pretreatment on the pharmacokinetics of human cytochrome P450 probes caffeine, warfarin, omeprazole, metoprolol and midazolam in common marmosets genotyped for cytochrome P450 2C19. (2018)
  • 著者名/発表者名: Toda A, Uehara S, Inoue T, Utoh M, Kusama T, Shimizu M, Uno Y, Mogi M, Sasaki E, and Yamazaki H.
  • 雑誌名: Xenobiotica 巻: 48 ページ: 720-726
  • DOI: 10.1080/00498254.2017.1353716
  • 査読あり
• [雑誌論文] Marmoset pulmonary cytochrome P450 2F1 oxidizes biphenyl and 7-ethoxycoumarin and hepatic human P450 substrates. (2018)
  • 著者名/発表者名: Uehara S, Uno Y, Oshio T, Inoue T, Sasaki E, and Yamazaki H.
  • 雑誌名: Xenobiotica 巻: 48 ページ: 656-662
  • DOI: 10.1080/00498254.2017.1354138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Progesterone hydroxylation by cytochromes P450 2C and 3A enzymes in marmoset liver microsomes. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi K, Uehara S, Uno Y, Inoue T, Sasaki E, and Yamazaki H.
  • 雑誌名: Xenobiotica 巻: 48 ページ: 757-763
  • DOI: 10.1080/00498254.2017.1363444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association with polymorphic marmoset cytochrome P450 2C19 of in vivo hepatic clearances of chirally separated R-omeprazole and S-warfarin using individual marmoset physiologically based pharmacokinetic models. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kusama T, Toda A, Shimizu M, Uehara S, Inoue T, Uno Y, Utoh M, Sasaki E, and Yamazaki H.
  • 雑誌名: Xenobiotica 巻: 48 ページ: 1072-1077
  • DOI: 10.1080/00498254.2017.1393121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characterization and polymorphisms of butyrylcholinesterase in cynomolgus macaques. (2018)
  • 著者名/発表者名: Uno Y, Uehara S, Mahadhi HMD, Ohura K, Hosokawa M, and Imai T.
  • 雑誌名: J Med Primatol. 巻: 47 ページ: 185-191
  • DOI: 10.1111/jmp.12342
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo and in vitro diclofenac 5-hydroxylation mediated primarily by cytochrome P450 3A enzymes in common marmoset livers genotyped for P450 2C19 variants. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi K, Uehara S, Kusama T, Inoue T, Shimura K, Kamiya Y, Murayama N, Shimizu M, Uno Y, Sasaki E, and Yamazaki H.
  • 雑誌名: Biochem Pharmacol. 巻: 152 ページ: 272-278
  • DOI: 10.1016/j.bcp.2018.04.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytochrome P450 1A1, 2C9, 2C19, and 3A4 Polymorphisms Account for Interindividual Variability of Toxicological Drug Metabolism in Cynomolgus Macaques. (2018)
  • 著者名/発表者名: Uno Y, Uehara S, Murayama N, and Yamazaki H.
  • 雑誌名: Chem Res Toxicol. 巻: 31 ページ: 1373-1381
  • DOI: 10.1021/acs.chemrestox.8b00257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic polymorphisms of drug-metabolizing cytochrome P450 enzymes in cynomolgus and rhesus monkeys and common marmosets in preclinical studies for humans. (2018)
  • 著者名/発表者名: Uno Y, Uehara S, Yamazaki H.
  • 雑誌名: Biochem Pharmacol. 巻: 153 ページ: 184-195
  • DOI: 10.1016/j.bcp.2017.12.015
  • 査読あり
• [学会発表] 生理学的薬物動態モデルとヒト肝移植マウスを用いた短長鎖フタル酸ジエステル類のヒト尿中予測排泄速度の差異 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三浦智徳, 吉沢愛映, 水野紗和, 上原正太郎, 神矢佑輔, 村山典恵, 清水万紀子, 末水洋志, 山崎浩史
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] グルクロン酸抱合活性の種差を考慮したフタル酸ジブチル経口投与後の生理学的薬物動態モデルによるヒト体内動態予測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 水野紗和，三浦智徳，吉沢愛映，上原正太郎，神矢佑輔，村山典恵，清水万紀子，末水洋志，山崎浩史
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] 医薬品等の抱合反応を触媒するマーモセット肝グルタチオンS-転移酵素分子種 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田中佐季，村山典恵，加藤雅巳，上原正太郎，上原正太郎，宇野泰広，山崎浩史
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] マーモセット肝UDP-グルクロン酸転移酵素 (UGT) 触媒機能のサルとヒトとの比較 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河村秀，村山典恵，小野関駿佑，上原正太郎，石井祐，上原正太郎，宇野泰広，生城真，山崎浩史
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] EXPRESSION AND INDUCTION ABILITY OF CYTOCHROME P450 IN HUMAN HEPATOCYTES HARVESTED FROM CHIMERIC MICE WITH HUMANIZED LIVER. (2018)
  • 著者名/発表者名: Uehara S, Higuchi Y, Yoneda N, Yamazaki H, and Suemizu H
  • 学会等名: 22nd North American ISSX Meeting
• [学会発表] Activities of UDP-glucuronosyltransferase 1A/2B enzymes in marmoset liver microsomes: comparison with cynomolgus macaques and humans (2018)
  • 著者名/発表者名: Murayama N, Uehara S, Ishii Y, Onozeke S, Kawamura S, Ikushiro S, Uno Y, Yamazaki H
  • 学会等名: 2018MDO/JSSX
• [学会発表] Expression and inducibility of cytochrome P450 in human hepatocytes from humanized-liver TK-NOG mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Uehara S, Higuchi Y, Yoneda N, Yamazaki H, and Suemizu H
  • 学会等名: 2018MDO/JSSX