コンフォメーション病治療薬としてのペントサンとヘパリン誘導体の実験治療学的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15390081
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 丹羽 正美 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (20136641)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西田 教行 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (40333520) ; 片峰 茂 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (40161062) ; 山下 康子 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 講師 (80291532) ; 片岡 泰文 福岡大学, 薬学部, 教授 (70136513)
• Keywords: 血液脳関門 / ペントサン / ヘパリン誘導体 / プリオン病 / アルツハイマー病 / コンフォメーション病

Research Abstract

研究計画の初年度は、主に以下(1)(2)(3)のin vitro実験系を展開した。(1)血液脳関門in vitro再構築系(BBBキット)を用いた薬剤のBBB保護・機能維持効果の検証。まずBBBキットの作成に努めた。脳毛細血管初代培養内皮細胞とペリサイト、アストロサイトの3種類で構築されるBBBキットを、初めて我々の方法で完成した。このBBBキットを用いて、プリオンタンパク(PrP)ペプチドフラグメント(PrP106-126)によるBBB内皮細胞障害に対するペントサンとヘパリン誘導体の治療効果を検証した。BBB内皮細胞障害は、i)脳毛細血管内皮細胞間の密着結合(tight junction)機能としての膜電気抵抗transendothelial electrical resistance(TEER)、ii)sodium fluorescein法(paracellular transport)、iii)Evans' blue-albumin法(transendothelial transport)、iv)rhodamine123法によるP-糖タンパクの機能検定で評価した。PrP106-126は、低濃度で特異的にP-糖タンパク機能を障害すことが新たに明らかになった。この障害に対して、ペントサンは、ヘパリンとその低分子体に比較して、顕著な治療効果を示した。(2)BBB細胞株GP8.3細胞単層培養系を用いた実験。PrP106-126の100μMを作用させて、P-糖タンパク(MDR1)などのmRNA発現を観察したところ、mdr1b、mdr2、mrp-1(multidrug resistance protein-1遺伝子)、Prnp、G3PDH mRNAsの発現は変化無かったが、P-糖タンパクをコードするmdrla mRNAの発現が著明に減少した。ペントサンは、このmdrla mRNA発現抑制を10μMから用量依存的に阻害した。
(3)プリオン感染神経芽細胞由来細胞株(N2a)よりPrPSc高産生細胞をサブクローニングして確立した細胞株GTFKを用いて、異常プリオン蛋白PrPSc産生能を指標に抗プリオン活性を評価した。ペントサンは、50μMの濃度から、用量依存的にPrPSc産生を抑制した。

Research Products

• [Publications] B.Kis: "Adrenomedullin, an autocrine mediator of blood-brain barrier function"Hypertension Research. 26. S61-S70 (2003)
• [Publications] Yasuko Sakurai-Yamashita: "Involvement of 5-hydroxytryptamine4 roceptor in the exacerbation of neuronal loss by psychological stress in the hippocampus of SHRSP with a transient ischemia"Brain Research. 973. 92-98 (2003)
• [Publications] Shinya Dohgu: "Uptake and efflux of quinacrrne, a candidate for the treatment of prion diseases, at the blood-brain barrier"Cellular and Molecular Neurobiology. in press. (2004)
• [Publications] Kentaro Hayashi: "Effects of hypoxia on the endothelial /pericyte coculture model of the blood-brain barrier model"Peptides. in press. (2004)
• [Publications] Maria A.Deli(海外共同研究者): "Wheatgerm agglutinin increases the sacvenger receptor-mediated binding, but decreases the uptake in cerebral endothelial cells : interactions with pentosan polysulfate, lipopolysaccharide, and tissue type plasminogen activator"Cellular and Molecular Neurobiology. in press. (2004)
• [Publications] Yasuko Sakurai-Yamashita: "Expression of MCP-1 in the hippocampus of SHRSP with ischemia-related neuronal death"Cellular and Molecular Neurobiology. in press. (2004)