プロテオミクスの手法を用いた血液脳関門輸送機構の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18109002
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医療系薬学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 寺崎 寺崎 東北大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (60155463)
• 研究分担者: 大槻 純男 東北大学, 大学院・薬学研究科, 准教授 (60323036)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: 血液脳関門 / 脳毛細血管内皮細胞 / プロテオミクス / トランスポーター / ABC transporter / 質量分析 / pharmacoproteomics / 標的絶対プロテオミクス

研究概要

質量分析装置を用いてmultiplexed MRMモードを活用して、高感度同時に細胞膜蛋白質を定量する方法を開発した。本研究で最も優れた成果は、定量に適したペプチドをアミノ酸配列に基づいたin silicoで選択できるようになったことである。この手法を用いて、マウスの脳毛細血管内皮細胞(血液脳関門)の輸送担体蛋白質の発現量を解明した。さらに、ヒトの血液脳関門における輸送担体蛋白質の発現量も明らかにした。ヒト血液脳関門について、11種類の未知の輸送担体候補蛋白質を見出すことができた。本研究は今後の血液脳関門研究、特に、病態効果を解明する上で非常に有用である。

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative targeted absolute proteomics of human blood-brain barrier transporters and receptors (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Uchida, S. Ohtsuki, Y. Katsukura, C. Ikeda, T. Suzuki, J. Kamiie, T. Terasaki
  • 雑誌名: J Neurochem 巻: 117(2) ページ: 333-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atrial natriuretic peptide is eliminated from the brain by natriuretic peptide receptor-C-mediated brain-to-blood efflux transport at the blood-brain barrier (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ito, S. Ohtsuki, Y. Katsukura, M. Funaki, Y. Koitabashi, A. Sugino, S. Murata, T. Terasaki
  • 雑誌名: J. Cereb. Blood Flow Metab. 巻: 31 ページ: 457-466
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted Absolute Proteomicsを用いたトランスポーターの新しい研究展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大槻純男、上家潤一、寺崎哲也
  • 雑誌名: 遺伝子医学MOOK12 ページ: 48-54
• [雑誌論文] 中枢への薬物分布におけるトランスポーターの機能と役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大槻純男
  • 雑誌名: 日本薬理学雑誌 巻: 134 ページ: 83-86
• [雑誌論文] Expression of nuclear receptor mRNA and liver X receptor-mediated regulation of ABC transporter A1 at rat blood-brain barrier (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Akanuma, S. Hori, S. Ohtsuki, M. Fujiyoshi, T. Terasaki
  • 雑誌名: Neurochem. Int. 巻: 52 ページ: 669-674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative atlas of membrane transporter proteins : Development and application of a highly sensitive simultaneous LC/MS/MS method combined with novel in-silico peptide selection criteria (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Kamiie, S. Ohtsuki, R. Iwase, K. Ohmine, Y. Katsukura, K. Yanai, Y. Sekine, Y. Uchida, S. Ito, T. Terasaki
  • 雑誌名: Pharm. Res. 巻: 25 ページ: 1469-1483
  • 査読あり
• [雑誌論文] mRNA expression levels of tight junction protein genes in mouse brain capillary endothelial cells highly purified by magnetic cell sorting (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ohtsuki, H. Yamaguchi, Y. Katsukura, T. Asashima, T. Terasaki
  • 雑誌名: J. Neurochem. 巻: 104 ページ: 147-154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multichannel liquid chromatography. tandem mass spectrometry cocktail method for comprehensive substrate characterization of multidrug resistance-associated protein 4 transporter (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Uchida, J. Kamiie, S. Ohtsuki, T. Terasaki
  • 雑誌名: Pharm. Res. 巻: 24 ページ: 2281-2296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishing a method to isolate rat brain capillary endothelial cells by magnetic cell sorting and dominant mRNA expression of multidrug resistance-associated protein 1 and 4 in highly purified rat brain capillary endothelial cells (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Ohtsuki, H. Yamaguchi, T. Asashima, T. Terasaki
  • 雑誌名: Pharm. Res. 巻: 24 ページ: 588-694
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of carrier-mediated transport systems to the blood-brain barrier as a supporting and protecting interface for the brain (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Ohtsuki, T. Terasaki
  • 雑誌名: Pharm. Res. 巻: 24 ページ: 1745-1758
  • 査読あり
• [学会発表] Quantitative Targeted Absolute Proteomics of BBB Transporters : Changes with Species and Disease (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Terasaki
  • 学会等名: SESSION 10 : DRUG TRANSPORTERS AND CNS PENETRATION
  • 発表場所: Bethesda, Maryland, USA
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] Blood-Brain Barrier Pharmacoproteomics : Quantitative Transporter Protein Analysis for In Vitro-In Vivo, Interspecies and Diseased State Differences . Transporter Proteins III : Clinical Relevance and Applications, Session 392, Convention Center, New Orleans (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Terasaki
  • 学会等名: 24th Annual Meeting of American Association of Pharmaceutical Scientists
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] Quantification of Transporter/Enzyme Protein in Human Tissue by Mass Spectrometry : A New Path to Pharmacoproteomics (PPx) (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Terasaki, S. Ohtsuki
  • 学会等名: 9th International ISSX meeting, Symposium 3 : Clinical Pharmacology of Drug Transport : From Bench to Bedside
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2010-09-05
• [学会発表] Quantitative protein analysis of human glioblastoma, Neoangiogenesis in Brain Tumours (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Terasaki, M. Nakada, C. Ikeda, Y. Hayashi, J. Hamada, Y. Sonoda, T. Kumabe, T. Tominaga, S. Ohtsuki
  • 学会等名: International meeting of Signal Transduction of the Blood-Brain Barrier, Zurich 2010, Symposium 9
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Development of highly sensitive simultaneous protein quantification by LC-MS/MS and its application for the research of human disease (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Terasaki, S. Ohtsuki
  • 学会等名: 28th The Japan Endocrine Society (JES)Summer Seminar on Endocrinology & Metabolism (Toward the Progress and Development of Endocrinology, Session 1 : Advancement of Research Technologies)
  • 発表場所: Huis Ten Bosch, Nagasaki
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Prediction of In Vivo ADME Based on the Transporter Protein Quantification (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Terasaki
  • 学会等名: 2009 AAPS Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: Los Angels, CA, USA
  • 年月日: 20091108-12
• [学会発表] Transporter protein qunatification for the future of thransporter science. Advanced Technologies for the Future of Transporter Sciences (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Terasaki, J. Kamiie, S. Ohtsuki
  • 学会等名: The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences (IUPS2009)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090728-0801
• [学会発表] Quantitative transporter protein analysis of human brain capillary endothelial (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Terasaki
  • 学会等名: 8the Cerebral Vascular Biology International Conference (CVB2009)
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20090628-0702
• [学会発表] New approach to drug design by quantitative membrane proteomics (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Ohtsuki
  • 学会等名: Special lecture in Seoul Netional University
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2009-05-20
• [学会発表] Pharmacoproteomics in Cancer Research (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ohtsuki, R. Iwase, J. Kamiie, K. Ohmine, H. Harigae, T. Terasaki
  • 学会等名: 2009 AAPS Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: Los Angels, CA, USA
  • 年月日: 20081108-12
• [図書] トランスポーター科学最前線 (2008)
  • 著者名/発表者名: 寺崎哲也
  • 総ページ数: 23
  • 出版者: 京都廣川書店
• [備考]
  • URL: http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~soutatsu/dds
• [産業財産権] 質量分析計を使った膜タンパク質の定量方法 (2011)
  • 発明者名: 上家潤一、大槻純男、寺崎哲也
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学
  • 産業財産権番号: 特許、7,901,942号
  • 出願年月日: 2011-03-08
  • 外国
• [産業財産権] 質量分析計を使った膜タンパク質の定量方法 (2011)
  • 発明者名: 上家潤一、大槻純男、寺崎哲也
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学
  • 産業財産権番号: 特許、4670060号
  • 出願年月日: 2011-01-28
• [産業財産権] 質量分析計を使った膜タンパク質の定量方法 (2010)
  • 発明者名: 上家潤一、大槻純男、寺崎哲也
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学
  • 産業財産権番号: 特許、2006313253号
  • 出願年月日: 2010-10-07
  • 外国
• [産業財産権] 質量分析計を使った膜タンパク質の定量方法 (2008)
  • 発明者名: 上家潤一、大槻純男、寺崎哲也
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学
  • 産業財産権番号: 特許出願、06822538
  • 出願年月日: 2008-06-17
  • 外国
• [産業財産権] 質量分析計を使った膜タンパク質の定量方法 (2008)
  • 発明者名: 上家潤一、大槻純男、寺崎哲也
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学
  • 産業財産権番号: 特許出願、2006313253
  • 出願年月日: 2008-05-22
  • 外国
• [産業財産権] 質量分析計を使った膜タンパク質の定量方法 (2008)
  • 発明者名: 上家潤一、大槻純男、寺崎哲也
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学
  • 産業財産権番号: 特許出願、4197/DELNP/2008
  • 出願年月日: 2008-05-16
  • 外国
• [産業財産権] 質量分析計を使った膜タンパク質の定量方法 (2008)
  • 発明者名: 上家潤一、大槻純男、寺崎哲也
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学
  • 産業財産権番号: 特許出願、200680041752.6
  • 出願年月日: 2008-05-08
  • 外国
• [産業財産権] 質量分析計を使った膜タンパク質の定量方法 (2008)
  • 発明者名: 上家潤一、大槻純男、寺崎哲也
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学
  • 産業財産権番号: 特許出願、12/093,133
  • 出願年月日: 2008-05-08
  • 外国
• [産業財産権] 質量分析計を使った膜タンパク質の定量方法 (2008)
  • 発明者名: 上家潤一、大槻純男、寺崎哲也
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学
  • 産業財産権番号: 特許出願、2,628,708
  • 出願年月日: 2008-05-06
  • 外国