| 研究課題/領域番号 |
20K16053
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| 研究機関 | 高崎健康福祉大学 |
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研究代表者 |
溝井 健太 高崎健康福祉大学, 薬学部, 助手 (70849546)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | アンドロゲン / P-糖タンパク質 / 相互作用 / 生体内基質 |
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| 研究実績の概要 |
P-糖タンパク質 (P-gp) は薬物や生体内基質を細胞外や体外に排出するトランスポーターである。P-gpを介した薬物相互作用は知られているものの、生体内基質と医薬品における相互作用 (drug-endogenous substrate interaction, DEI) に関する知見は乏しく、その臨床的な可能性や影響は明らかではない。これまでに申請者はアンドロゲンであるテストステロン (TES) やアンドロステンジオン (ADO) がP-gpの生体内基質であることを見出し、P-gpを介した相互作用を起こし得る可能性を示唆した。本研究ではP-gp基質薬物や生体内基質の中枢移行性に対するDEIの影響を検討し、P-gpを介したDEIが臨床上において起こり得るか否かを明らかにすることを目的とした。
令和2年度は、はじめに透過試験をおこない、アンドロゲンの中枢移行性が血液脳関門 (BBB) によって制限されていることを確認した。つぎに、P-gpを介した相互作用を起こし得る被験薬物を探索するために、ヒトP-gp過剰発現細胞 (LLC-GA5-COL150細胞) を用いたアンドロゲンの取り込み試験をおこなった。その結果、アンドロゲンの細胞内蓄積量に影響を及ぼす中枢作動薬あるいはP-gp基質薬物を見出した。したがって本研究は、DEIがP-gp基質薬物あるいは生体内基質の体内動態に影響を及ぼす可能性を示すものであり、特にそれらの中枢移行性に関わる新しい知見であると考えられた。なお、本研究成果は令和3年3月に開催された日本薬学会第141年会 (オンライン) において発表した。
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| 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
令和2年度は、①アンドロゲンの中枢移行がBBBによって制限されているか、②P-gpを介したアンドロゲン輸送に対する相互作用を起こし得る被験薬物があるか否かを探索することを計画した。はじめに①について、ラットBBB kit (ファーマコセル) を用いた透過試験をおこない、TESの透過速度比を算出した。その値は約1.5を示し、これは脳側から血液側方向への輸送速度の方が、その反対方向への輸送速度よりも速いことを意味している。したがって、TESの中枢移行がBBBによって制限されている可能性が示唆された。続いて②について、 LLC-GA5-COL150細胞を用いたアンドロゲンの取り込み試験をおこなった。なお被験薬物については、臨床において使用頻度 (処方頻度) の高い中枢作動薬あるいはP-gp基質薬物を選択した。その結果、中枢作動薬であるリスペリドンやトラゾドン、あるいはP-gp基質薬物であるシクロスポリンAなどの薬物はTESの細胞内蓄積量を有意に上昇させた。したがって、これらの薬物はP-gpを阻害することで、TESの細胞外排出を妨げることが示唆された。その一方で、TESの細胞内蓄積量に影響を与えない中枢作動薬あるいはP-gp基質薬物も見出された。興味深いことに、ADOと相互作用する被験薬物は、必ずしもTESと相互作用する薬物と一致するとは限らなかった。このことからTESとADOはP-gpにおける基質認識性あるいは親和性が異なる可能性が考えられた。以上の検討より、いくつかの中枢作動薬はアンドロゲンとP-gpを介したDEIを起こし得ることが示唆された。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り、はじめにP-gpを介した相互作用を起こし得る被験薬物がBBB上においてもアンドロゲンとDEIを起こすか否かをラットBBB kitを用いた透過試験より検討する。ラットBBB kitのapical側あるいはbasal側にアンドロゲンを添加し、非添加側のアンドロゲン濃度をLC-MS/MSを用いて経時的に定量することによりERを算出する。さらに、被験薬物を添加したときにおけるアンドロゲンのERの変化を観察する。
つぎに実験動物を用いて、DEIがアンドロゲンや被験薬物の体内動態に影響を及ぼすか否かを検討する。ラットに被験薬物を投与後、血漿中および脳組織内のアンドロゲンあるいは被験薬物濃度をLC-MS/MSにより定量することで、それらの脳組織移行性を評価する。これにより、P-gpを介した相互作用によってアンドロゲンあるいは被験薬物の脳内濃度が上昇するかを明らかにする。さらに、これらの脳内濃度の上昇による生体への影響を評価するために、P-gpノックアウト動物 (Mdr1a/1b欠損ラット、オリエンタル酵母) あるいは脳室内へカニュレーションを施したラット (日本チャールス・リバー) にアンドロゲンあるいは被験薬物を投与する。投与後の行動をオープンフィールド試験等により24時間程度観察することで、異常行動が誘発されるかなどの中枢性作用を評価する。
ヒト血中において血漿タンパク質非結合型の薬物濃度が、実際の膜透過 (組織分布) に関与する。そのため最後に、被験薬物の臨床において想定される血漿中濃度およびタンパク結合率を調査し、in vitroおよびin vivo試験より観察されたアンドロゲンと当該薬物とのP-gpを介したDEIが、実際に臨床上において起こり得るか否かを考察する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和2年度はコロナ禍の影響により、学会発表が誌上あるいはオンラインで開催された。その際、学会の現地開催の中止が通知されるまでに時間を要した。そのため、旅費に計上していた予算を物品費に計上する等の変更をおこなったが、次年度使用額が生じた。なお、次年度ではラットBBB kitなどの物品費に計上予定である。
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