【研究領域課題番号】21H02356 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

オルガノイド / 乳がん / 猫 / 抗がん剤 / 薬物動態

【研究成果の概要】

猫の乳腺がんは、手術後のがん再発および転移率が非常に高く完治が難しいことから、新規治療法および早期診断マーカーの開発が獣医療の現場において強く求められている。本研究では、申請者が樹立した猫乳腺がんオルガノイドを用いて猫乳腺がんの詳細な悪性化制御機構を明らかにする。さらに、抗がん剤に抵抗性を示すオルガノイドと薬物動態パラメーター解析技術を用いて、抗がん剤抵抗性獲得機序を明らかにするとともに新たな治療標的を探索する。三次元培養法と薬物動態解析技術を融合的に活用することで各患者動物に最適化された新たながん治療の開発につながる研究を推進する。今年度は、15系統の猫乳がんオルガノイドを確立し、各オルガノイドの形態解析、各ホルモンレセプター発現および抗癌剤感受性試験を実施した。オルガノイドを作製するにあたってサプリメントX,Y,Zを含む培養液を用いることで効率的な培養が可能になることが明らかになった (特許出願中) 。各オルガノイドの形態は充実性のbasalタイプと管腔状のluminalタイプが観察された。オルガノイドと摘出した組織について構造および細胞マーカー発現の比較を行ったところ、それぞれ類似した上皮組織構造を示すとともに、ホルモンレセプターであるHER2、ERおよびPRの発現についても発現パターンの一致が認められた。さらに乳腺がん罹患猫の血清サンプルを13検体収集し、京都大学医学部質量分析室と解析法の打ち合わせを実施した。また、作製したネコ乳がんオルガノイド15系統を用いて、カルボプラチン抵抗性を示すオルガノイドを複数同定した。さらに、カルボプラチン抵抗性を示すオルガノイドにペット用漢方薬シベリアを処置することで猫乳がんオルガノイドの増殖を顕著に抑制することを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究領域課題番号】19K07173 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

標的絶対定量プロテオミクス解析 / イリノテカン曝露 / トランスポーター発現 / 消化管障害 / イリノテカン / SN-38 / トランスポーター / 抗がん剤 / OATP / 抗がん剤曝露 / 標的絶対定量プロテオミクス / 薬物動態

【研究成果の概要】

本年度は、これまでに主にラットを用いてイリノテカン曝露による消化管障害モデルを作出し、そのモデルラットから摘出した各種臓器におけるトランスポーター発現量の定量条件を検討してきた。
具体的には、小腸を上部、中部、下部の各 10cm 程度に分画し、それぞれの上皮細胞を EDTA 含有 bufferにて剥離し、窒素キャビテーションにより細胞膜を破砕し、スクロースクッション法により細胞膜画分を調製した。同様に、肝臓および腎臓を単離し、ポッター型ホモジナイザーでホモジナイズ後に同様に細胞膜画分を調製した。
得られらた各細胞膜画分を用いて、標的トランスポーターの特異的ペプチドを指標に定量条件を確立した。
他方、現在までに、イリノテカン曝露により我々の既報と同様に、重篤な下痢症状が確認されており、当該ラットの各組織中の標的トランスポーターの発現量は、コントロール群と比べ大きく変動しているものが確認された。

現在、本実験としてイリノテカン曝露群およびコントロール群を作成し、評価を行っており、2023年度中には学会報告及び論文投稿を予定している。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究領域課題番号】18H03513 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ダイヤモンド電極 / 分子標的薬 / 電気化学 / バイオセンサ / TDM / POCT / 薬物動態 / 経口分子標的薬 / パゾパニブ / レンバチニブ / ダイヤモンンド電極 / 血中濃度 / がん薬物療法 / ダイヤモンドセンサ / 癌 / イマチニブ / 電気化学測定 / センサ / 抗がん剤 / 電気化学分析

【研究成果の概要】

本研究では、最先端のダイヤモンド電極を搭載した血漿薬物濃度の迅速計測系を構築した。標的薬物としてチロシンキナーゼ阻害薬パゾパニブを選択した。ここでは、採取したラット血漿に濃度の異なる分子標的薬を添加し、測定法を検証した。その結果、推奨治療濃度域の計測が可能であった。測定は約35秒で、サンプル処理を含む全工程が10分以内で完了した。次に、ラットにパゾパニブを経口投与し、同様の手順により採血した血漿中濃度の経時変化を測定した。Tmaxは約4時間となり、先行研究と類似していた。迅速、簡便、安価な本計測法の展開により、効果的かつ安心・安全な経口分子標的薬のオーダーメイド治療が可能になると期待される。

【研究の社会的意義】

本研究で開発した、血漿中薬物測定システムは、最先端素材であるダイヤモンド電極をセンサとして活用することにより、これまでLC-MS/MSなどの大型分析装置でしか測定できなかった経口分子標的薬を、迅速、簡便、安価に測定することを実現した。将来、本研究成果により、下記のような課題解決が期待される。（１）効果を最大に、副作用を最小限にする投薬方法の開発の礎となり得る。（２）過剰量投与を抑制し、無駄となる薬を減らすことで、医療費の削減に貢献する。（３）臨床医学や医療のみならず、薬物動態学などの基礎研究の新たな分析ツールとなり得る。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】医療系薬学

【研究領域課題番号】23590173 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

薬物体内動態 / 医薬品副作用 / 科学療法 / トランスポーター / 薬物代謝酵素 / 薬物動態 / 化学療法 / 肥満 / 肝取り込み / ゲムシタビン / リネゾリド / タクロリムス / フェンタニル / バイオアベイラビリティー / 個の医療 / 体内動態変動 / 抗がん剤 / 経腸栄養 / 血中濃度モニタリング / 臨床試験 / 非線形 / チーム医療

【研究成果の概要】

ラット及びヒト肝細胞を用いたゲムシタビンの取り込み実験やラットの肝潅流実験、ヒト試験により、800 mg/SLV以下の投与量では、クレオシドトランスポーターENT2を介した低親和性の肝取り込みの飽和が回避でき、膵癌肝転移に対する術後肝動注化学療法が早期に開始できる可能性が示された。また、腎機能低下患者における抗MRSA薬リネゾリドの体内動態と血小板減少に関しては、リネゾリドおよび代謝物の血中濃度がともに腎機能障害が高度になるほど上昇し、血小板減少率も上昇する傾向が確認できた。さらに、経腸栄養剤長期投与によって小腸や肝臓のトランスポーターや代謝酵素の発現が変動することが示された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2011-04-28 - 2015-03-31

【配分額】5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)

【研究分野】医療系薬学

【研究領域課題番号】21590175 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

薬物動態 / 代謝学 / 血管内皮前駆細胞 / 壁細胞 / bFGF / SMA / ケモタキシス / 管腔形成能 / 血管新生阻害 / 抗がん薬 / CD133 / 抗がん剤 / 血管新生 / 腫瘍増殖抑制 / 骨髄由来血管内皮細胞 / 遊走能 / タキサン系抗がん剤 / 微小血管密度低下

【研究成果の概要】

血液.組織関門の形成には組織特異的な関門細胞と血管内皮細胞(EPC)の相互作用がある。その解析のために、組織特異的関門形成細胞株を用いた評価系が望まれる。骨髄由来血管内皮前駆細胞株、TR-BME、を用いた研究で、タキサン系抗癌剤は殺細胞効果を示す濃度よりも低濃度で、EPCの遊走能阻害を主因とした血管発生を阻害し、腫瘍増殖抑制効果を示すことが明らかとなった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】応用薬理学・医療系薬学

【研究領域課題番号】12557234 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

抗がん剤 / Pharmacokinetics / 薬物代謝酵素 / 遺伝子診断 / CYP2D6 / CYP3A5 / S-1 / ドセタキセル / CYP3A5^*3 / TaqMan PCR法 / CYP3A4 / 薬物動態 / Population Pharmacokinetics / 遺伝子変異多型 / TaqManPCR法 / TS-1 / 5-FU / 薬物血中濃度モニタリング

【研究成果の概要】

本研究は、抗がん剤の血中濃度と代謝酵素の遺伝多型情報を患者ごとに解析し、個別投与設計に反映させる"薬物モニタリング・システム"の開発を目的とした。まず、薬物代謝酵素チトクロムP450(CYP)活性の遺伝多型を判定する迅速遺伝子診断法を確立し、さらに抗がん剤の体内動態の個人差を引き起こす病態生理学的要因および遺伝的背景を母集団薬物動態解析によって検討した。
まず、抗がん剤の代謝にも関わるCYP2D6およびCYP3A5酵素について、その遺伝多型を迅速に診断しうる方法をTaqMan PCR法を用いて開発した。文書同意の得られた健常人93名および患者104名を対象として遺伝子診断を実施したところ、CYP2D6*10アレルはヘテロ変異型43%およびホモ型変異23%、またCYP3A5*3アレルはヘテロ変異型45%、ホモ型変異50%であり、日本人に高頻度認められた。次いで、ドセタキセルの体内動態の個人差とCYP3A5遺伝多型の関係を検討したところ、両者の間には明確な関連性は認められず、ドセタキセルの薬効・毒性に影響する因子はCYP3A5*3ではなく、α1酸性糖蛋白質および血中濃度曲線下面積(AUC)がより重要であることが示された。
フルオロウラシル系抗がん剤S-1について母集団薬物動態・薬力学(PK/PD)解析を実施したところ、5-FUの消失速度はDPD阻害剤gimeracil濃度に依存し、腎機能低下者でgimeracilの排泄が遅延し5-FUによる副作用リスクが高まる機序を解明した。さらに、欧米白人は日本人に比べ、S-1による消化器毒性(下痢)が発現しやすいことを明らかにした。
以上の成果は、毒性の強い抗がん剤を安全に且つ効果の期待できる最大用量で投与するために有益となる知見と考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2002

【配分額】11,200千円 (直接経費: 11,200千円)

【研究分野】物理系薬学

【研究領域課題番号】07557294 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

抗癌剤 / ドセタキセル / 薬物動態 / 薬力学 / population pharmacokinetics / 臨床薬理 / population pharacokinetics / 臨床薬理学 / クリアランス

【研究成果の概要】

ドセタキセル(Taxotere【○!R】)はチューブリンの重合促進・微小管の脱重合抑制という新しい薬理作用を有する新規抗癌剤であり、乳癌、非小細胞肺癌への臨床適応が期待されている。本研究課題では、ドセタキセルの体内動態と薬効・毒性の個人差を引き起こす要因を解明し、個別投与設計の科学的根拠となりうる生物統計学モデルを構築した。
癌患者を対象とした臨床試験において102症例の血中ドセタキセル濃度が測定された。得られた薬物血中濃度を3-compartment linear modelを構造モデルとする非線型混合モデルによって解析した。その結果、体内動態の個人差は引き起こす要因として、体表面積、血中α_1酸性糖蛋白質濃度、年齢、アルブミン濃度並びに肝機能であることを見いだした。さらに、日本人と欧米人とで本薬物の代謝に人種差は存在しないことを明らかにした。
次に、本薬のdose limiting toxicityである骨髄抑制について体内動態と薬効・毒性相関を記述する統計モデルの構築を行った。薬物動態指標としては、ドセタキセルの曲線下面積AUCあるいは1〜10nM以上の濃度が持続する時間とし、既に得られた薬物動態値を利用したベイジアン法により、採血点数の少ない患者についても算出することができた。解析の結果、骨髄抑制の指標である白血球減少あるいは好中球減少とAUCとの間には、sigmoid Emax modelで記述できる関係か認められた。さらに、肝機能低下患者はいずれも高度の骨髄抑制を示し、副作用発現のリスク・ファクターと考えられた。
以上、新規抗癌剤ドセタキセルを安全に使用する上で有用な統計モデルを構築するとともに、個別投与設計の科学的根拠となる基礎情報が得られた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1995 - 1996

【配分額】600千円 (直接経費: 600千円)

【研究分野】医薬分子機能学

【研究領域課題番号】06672233 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

P糖蛋白質 / MDR / シクロスポリン / PSC 833 / 耐性克服 / 薬物動態 / ドキソルビシン / 多剤耐性 / 薬物排泄 / 抗がん剤 / 薬剤耐性 / トランスポーター

【研究成果の概要】

P糖蛋白質による薬物輸送の法則性を見い出す目的で、化学構造および物性の異なる一連の化合物を用いて定量的構造活性相関について検討した。まず、ステロイドホルモン類を用いた実験から、比較的低脂溶性のコルチゾール、デキサメサゾンは基質として効率よく輸送されるがP糖蛋白質輸送阻害活性は示さないことを見い出した。逆に、高脂溶性ステロイド類は阻害活性は高いが基質として輸送されることはなかった。P糖蛋白質による基質認識については、このように輸送活性と阻害活性が一致せず、その多様性が示唆された。次に、抗がん剤輸送に対する種々のシクロスポリン(Cs)誘導体の阻害活性を比較検討した。その結果、P糖蛋白質によるドキソルビシン、ダウノルビシン、ビンブラスチンの輸送は、脂溶性シクロスポリン誘導体によって濃度依存的に阻害された。その活性の強さは、SDZ PSC-833>CsD〜dihydro-CsD>CsA>CsC〜dihydro-CsCの順となり、脂溶性との相関が見い出された。さらに、セファランチンもP糖蛋白質輸送阻害活性を有するとともに、同蛋白質によって輸送される基質であることを認めた。セファランチンとシクロスポリンAを併用することによって、P糖蛋白質阻害活性は相加的に増加した。
SDZ PSC 833とドキノルビシン併用第I相臨床試験結果を薬物動態学的に解析し、患者における相互作用機構並びに有効治療濃度について検討した。その結果、SDZ PSC 833は血中濃度依存的にドキソルビシンのクリアランスを低下させ、P糖蛋白質阻害によって抗ガン剤の体内分布が変動し、有意な排泄遅延の起こることがヒトで確かめられた。多くの場合、抗がん剤の副作用は血中薬物濃度曲線下面積(AUC)と相関することから、今回の成果はP糖蛋白質を分子標的とする化学療法を有効かつ安全に実施する上で有意義な知見であると考える。

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1994 - 1995

【配分額】2,200千円 (直接経費: 2,200千円)