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2021 年度 実績報告書

フラビン含有酸素添加酵素が既定する化学物質のヒト型モデル動物を用いた体内動態評価

研究課題

研究課題/領域番号 19K07205
研究機関昭和薬科大学

研究代表者

清水 万紀子  昭和薬科大学, 薬学部, 准教授 (90307075)

研究分担者 山崎 浩史  昭和薬科大学, 薬学部, 教授 (30191274)
村山 典惠  昭和薬科大学, 薬学部, 講師 (90219949)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードフラビン含有酸素添加酵素 / FMO
研究実績の概要

フラビン含有酸素添加酵素(FMO)はNADPH-依存的に窒素および硫黄原子を含む医薬品および生体内物質のN-およびS-酸化(酸素添加)を触媒する。医薬品開発において、その代謝反応を触媒する酵素の同定は重要である。ヒトの肝ミクロゾームを用いて医薬品代謝に関わる酵素を同定する場合、N-酸化反応を触媒する酵素はFMOとP450の関与の可能性が推察される。本研究では、医薬品の物性値からFMOが代謝に関与する可能性を推察するin silico推定法を検討した。化合物の窒素含有基のpKa (base)が8.4以上を目安とすることで、FMOの酸化的代謝への寄与が予測可能であった。ヒトFMO3は成人肝に多く発現する分子種である。ヒトおよび動物の生体内薬物酸化におけるFMO3 の寄与を検討するため、ヒト肝移植および非移植マウスにイトプリドを経口およびトリメチルアミンd9体を静脈投与し、血中濃度を測定し影響を検討した。ヒト肝移植マウスにおいて、両者を併用することにより血中イトプリドN-酸化体濃度の最高血中濃度および血中濃度時間曲線下面積は低値を示した。生体内における食品由来FMO基質による相互作用の可能性は限定的であることが推察された。
本酵素の機能低下はトリメチルアミン尿症の一因となる。表現型および対象被験者数が約4,700人のデータベース情報からさらなるFMO3 遺伝子変異の探索を行った。表現型および大規模データベースから新規FMO3変異をそれぞれ5種見出した。これらの変異型FMO3酵素のうち、表現型から見出した変異およびデータベース由来の一部の変異型組換え酵素はその触媒機能低下が認められた。これらの結果は、FMO3遺伝子変異を有するヒトにおけるFMO3基質の体内動態予測の基盤情報となることが期待される。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] In vivo drug interactions of itopride and trimethylamine mediated by flavin-containing monooxygenase 3 in humanized-liver mice2021

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Makiko、Uehara Shotaro、Suemizu Hiroshi、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 37 ページ: 100369~100369

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2020.11.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Predicted Contributions of Flavin-containing Monooxygenases to the N-oxygenation of Drug Candidates Based on their Estimated Base Dissociation Constants2021

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi-Takizawa Tomomi、Kato Harutoshi、Shimizu Makiko、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Current Drug Metabolism

      巻: 22 ページ: 208~214

    • DOI

      10.2174/1389200221666201207195758

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic variants of flavin-containing monooxygenase 3 (FMO3) in Japanese subjects identified by phenotyping for trimethylaminuria and found in a database of genome resources2021

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Makiko、Koibuchi Natsumi、Mizugaki Ami、Hishinuma Eiji、Saito Sakae、Hiratsuka Masahiro、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 38 ページ: 100387~100387

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2021.100387

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Different substrate elimination rates of model drugs pH-dependently mediated by flavin-containing monooxygenases and cytochromes P450 in human liver microsomes2021

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi-Takizawa Tomomi、Kato Nozomu、Shimizu Makiko、Kume Toshiyuki、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 40 ページ: 100412~100412

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2021.100412

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A series of simple detection systems for genetic variants of flavin-containing monooxygenase 3 (FMO3) with impaired function in Japanese subjects2021

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Makiko、Mizugaki Ami、Koibuchi Natsumi、Sango Haruna、Uenuma Yumi、Yamazaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 41 ページ: 100420~100420

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2021.100420

    • 査読あり
  • [学会発表] 東北メディカル・メガバンク統合データベースより見出した新規フラビン含有モノオキシゲナーゼ3 遺伝子変異の酵素機能に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      清水 万紀子、巻口 美晶、中村 友里愛、菱沼 英史、齋藤 さかえ、平塚 真弘、山崎 浩史
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] ネコ、イヌ、ブタにおけるフラビン含有モノオキシゲナーゼの同定・解析2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 泰広、清水 万紀子、小川 友里衣、藤井 優哉、山崎 浩史
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第36回年会
  • [学会発表] 創薬候補品のpH依存的N-酸化反応に対するフラビン含有酸素添加酵素の寄与予測2021

    • 著者名/発表者名
      谷口 友美、加藤 望、加藤 晴敏、久米 俊行、清水 万紀子、山崎 浩史
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第36回年会

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公開日: 2022-12-28  

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