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2011 年度 実績報告書

新規ヒト血液脳関門細胞株を用いた中枢治療薬の脳移行性予測

研究課題

研究課題/領域番号 22590144
研究機関帝京大学

研究代表者

出口 芳春  帝京大学, 薬学部, 教授 (40254255)

研究分担者 黄倉 崇  帝京大学, 薬学部, 准教授 (80326123)
加藤 清香  帝京大学, 薬学部, 助教 (70505940)
キーワード血液脳関門 / ヒト由来不死化細胞株 / トランスポーター / カチオン性薬物 / 遺伝子解析 / RNAiライブラリー / 遺伝子抑制
研究概要

本研究課題の目的は「ヒト血液脳関門のin vitroモデル細胞(hCMED/D3細胞)を用いて、カチオン性中枢治療薬の血液脳関門透過機構を解明し、ヒトにおける脳移行性予測法を確立する」ことである。本年度は、1)D3細胞におけるカチオントランスポーターの発現を定量的PCRおよびRNAiライブラリー法を用いて明らかにすること、2)カチオン性薬物のin vivoにおける血液脳関門透過クリアランスをラット脳灌流法及び脳マイクロダイアリシス法を用いて測定することであった。
1)319種類のSCLトランスポーターのうち、有機カチオンの輸送に関与すると考えられる35種のトランスポーターのRNAiライブラリーを構築した。蛍光標識siRNAを用いた検討から、lipofectamine RNAiMAXを用いることによりRNAiをD3細胞へ充分に導入できることがわかった。昨年度の研究結果からhCMED/D3細胞において発現量が高かったOCTN1,0CTN2,PMAT,CTL1,CTL2についてsiRNA導入による遺伝子発現抑制効率を検討した。その結果、これらトランスポーター遺伝子の発現は約85-90%まで抑制されることがわかった。これらの結果から、ヒト血液脳関門のin vitroモデルであるhCMED/D3にはOCTN1,0CTN2,PMAT,CTL1,CTL2が多く発現しており、カチオン性薬物の輸送に関連している可能性が示唆された。
2)カチオン性薬物のうち、生理的pHでカチオン化しているオキシコドン、ピリラミン、ジフェンヒドラミンおよびオランザピンについてin vivoにおける血液脳関門透過クリアランス並びに脳への移行機構を検討した結果、これらの薬物の脳細胞間液中遊離形濃度は血漿中遊離形濃度より高く、比較的速やかに脳内に移行していることがわかった。以上から、これらカチオン性薬物は能動的輸送機構で脳内に移行していることがわかった。

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

本年度の目的としたカチオン性トランスポーターの遺伝子発現解析において、カチオン性薬物の輸送に関わる可能性があるトランスポーターを捕まえることができた。また、数種の薬物の脳移行機構をin vivoで証明することができた。これらは申請時の目的をほぼ達成するものである。

今後の研究の推進方策

これまでの研究成果において、新規ヒト血液脳関門in vitroモデル細胞(hCMED/D3細胞)において、数種の有機カチオンに特徴的な輸送系(プロトン/有機カチオン交換輸送系)があることがわかった。その分子の特定にまで至っていないが、22年度、23年度の分子生物学的検討から、hCMED/D3細胞に数種のカチオントランスポーターが豊富に発現することを掴んだ。今後は、との輸送系の応用として、脳移行性予測に関する細胞系からヒトへのスケールアップの方法論の確立に焦点を絞る。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Diphenhydramine active uptake at the blood-brain barrier and its interaction with oxycodonein vitro and in vivo2011

    • 著者名/発表者名
      Sadiq, MW, Deguchi Y, et al
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      巻: 100 ページ: 3912-3923

    • DOI

      10.1002/jps.22567.Epub2011Apr6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional characterization of rat plasma membrane monoamine transporter in the blood-brain and blood-cerebrospinal fluid barriers2011

    • 著者名/発表者名
      Okura T, Deguchi Y, et al
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      巻: 100 ページ: 3924-3938

    • DOI

      10.1002/jps.22594.Epub2011May2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The blood-brain barrier as a focus of drug metabolism and pharmacokinetics2011

    • 著者名/発表者名
      Deguchi Y
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 26 ページ: 1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of glomerular filtration rate by rapid intravenous injection of a newly developed insulin fraction2011

    • 著者名/発表者名
      Maeda Y, Deguchi Y, et al
    • 雑誌名

      Journal of Rural Medicine

      巻: 6 ページ: 9-15

    • 査読あり
  • [学会発表] The existence of H^+-coupled organic cation antiporter (the pyrilamine transporter) at the in vitro human blood-brain barrier cells2012

    • 著者名/発表者名
      Deguchi Y, et al
    • 学会等名
      薬物動態国際シンポジューム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20120116-18
  • [学会発表] Diphenhydramine active uptake at the blood-brain barrier and its interaction with oxycodone in vitro and in vivo2011

    • 著者名/発表者名
      Deguchi Y, et al
    • 学会等名
      Asian Federation of Pharmaceutical Science 2011
    • 発表場所
      Kuala Lumpur
    • 年月日
      20111209-12
  • [学会発表] Localization and functional roles of organic cation/carnitine transporter at the blood-brain barrier2011

    • 著者名/発表者名
      Sayaka K, Deguchi Y, et al
    • 学会等名
      第26回日本薬物動態学会年会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20111116-18
  • [学会発表] RNA干渉法を用いたヒト血液脳関門細胞で機能する有機カチオン輸送体の探索2011

    • 著者名/発表者名
      黄倉崇、出口芳春, ら
    • 学会等名
      第6回トランスポーター研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20110611-20110612
  • [学会発表] RNA干渉法を用いたヒト血液脳関門細胞における有機カチオン輸送体の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      黄倉崇、出口芳春, ら
    • 学会等名
      日本薬剤学会第26年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20110529-20110531
  • [学会発表] 脳関門システムにおけるカチオントランスポーターの局在解析2011

    • 著者名/発表者名
      森本理代、出口芳春, ら
    • 学会等名
      日本薬剤学会第26年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20110529-20110531
  • [図書] 遺伝子医学MOOK別冊-ペプチド・タンパク性医薬品の新規DDS製剤の開発と応用-2011

    • 著者名/発表者名
      出口芳春
    • 総ページ数
      7(総280)
    • 出版者
      メディカル・ドゥ

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公開日: 2013-06-26  

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