高機能保持ヒト肝細胞組込型細胞チップとナノセンサーによる新薬開発における薬物動態・毒性を評価する新規バイオセンサーの開発

文献情報

文献番号
200614065A
報告書区分
総括
研究課題名
高機能保持ヒト肝細胞組込型細胞チップとナノセンサーによる新薬開発における薬物動態・毒性を評価する新規バイオセンサーの開発
課題番号
H16-創薬-078
研究年度
平成18(2006)年度
研究代表者(所属機関)
永森 靜志(杏林大学 医学部総合医療学教室)
研究分担者(所属機関)
  • 下遠野邦忠(京都大学 ウイルス研究所がんウイルス部門 )
  • 金井好克(杏林大学 医学部薬理学教室 )
  • 千葉 寛(千葉大学大学院 薬学研究院薬物学 )
  • 細川正清(千葉科学大学 薬学部 )
  • 杉山俊博(秋田大学 医学部構造分子機能学分野 )
  • 長崎幸夫(筑波大学 学際物質科学研究センター )
  • 鈴木一幸(岩手医科大学 医学部消化器内科学 )
  • 小田裕昭(名古屋大学大学院 生命農学研究科生化学)
  • 宮崎正博(岡山大学 分子細胞医学研究)
  • 鈴木哲朗(国立感染症研究所 ウイルス学研究)
  • 相崎英樹(国立感染症研究所 ウイルス学研究)
  • 木下春喜(中外製薬株式社 臨床薬理部)
  • 西宮一尋(中外製薬株式社 臨床薬理部)
  • 市田隆文(順天堂大学 医学部消化器内科教室 )
  • 本間正充(国立医薬品食品衛生研究所 )
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 政策創薬総合研究
研究開始年度
平成16(2004)年度
研究終了予定年度
平成18(2006)年度
研究費
8,500,000円
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
薬物代謝能を保持するヒト肝由来細胞株を利用し新薬開発可能な新規バイオセンサーの開発を目的とする。
研究方法
肝細胞アレイプレート上で、albuminやP450 分子種のmRNA発現量検定。培養細胞に肝毒性をNMR測定用試料とし分析。FLC4のトランスポーターの発現解析。RFB培養で肝臓特異的遺伝子の発現検査。少量培養肝細胞でHCVの研究。ヒト肝細胞株の多角的機能検案。
結果と考察
肝産生蛋白・薬物代謝能、抗HCV薬の薬効評価。肝特異的遺伝子発現及び発現量の確認。細胞アレイプレートによる活性状態傾向を確認。FLC4細胞利用ではalbuminやP450 分子種のmRNA発現量、遺伝子発現に関する肝転写因子のmRNA発現量が大きく上昇を確認。アミノ酸輸送特性の検討し肝細胞型新規アミノ酸トランスポーターLAT3が、FLC4の主要アミノ酸トランスポーターであると確認、高機能保持細胞株特性がアミノ酸トランスポーターの観点からも確認。トランスポーターの網羅的解析。ヒト肝に発現する2つのCES遺伝子の発現様式で肝の分化が推察され、このCES遺伝子の発現時期の違いが、異物代謝における役割の違いと考えた。HCVゲノム自律複製細胞を用いウイルスゲノムの構造を明らかにしウイルスポリメラーゼによる転写開始におけるヌクレオチド選択の冗長性を確認。転写開始機構が試験管内と生体内とで異なることが示唆。国内外の多くの研究者に自己樹立ヒト肝細胞株の機能検討と研究利用を依頼し、高度な薬物動態評価を展開。
結論
高機能保持ヒト肝細胞と新3次元バイオリアクターで新薬開発時薬物動態・毒性を評価する新規バイオセンサー作製。肝産生蛋白・薬物代謝能、抗HCV薬の薬効評価に適したRFB/HCV実験系と肝細胞特異的遺伝子発現の確認をした。

公開日・更新日

公開日
2007-04-03
更新日
-

研究報告書(紙媒体)

公開日・更新日

公開日
2010-09-08
更新日
-

文献情報

文献番号
200614065B
報告書区分
総合
研究課題名
高機能保持ヒト肝細胞組込型細胞チップとナノセンサーによる新薬開発における薬物動態・毒性を評価する新規バイオセンサーの開発
課題番号
H16-創薬-078
研究年度
平成18(2006)年度
研究代表者(所属機関)
永森 靜志(杏林大学 医学部総合医療学教室)
研究分担者(所属機関)
  • 下遠野邦忠(京都大学 ウイルス研究所がんウイルス部門 )
  • 金井好克(杏林大学 医学部薬理学教室 )
  • 千葉寛(千葉大学大学院 薬学研究院薬物学)
  • 細川正清(千葉科学大学 薬学部 )
  • 杉山俊博(秋田大学 医学部構造分子機能学分野)
  • 長崎幸夫(筑波大学 学際物質科学研究センター )
  • 鈴木一幸(岩手医科大学 医学部消化器内科学 )
  • 小田裕昭(名古屋大学大学院 生命農学研究科生化学)
  • 宮崎正博(岡山大学 分子細胞医学研究)
  • 鈴木哲朗(国立感染症研究所 ウイルス学研究)
  • 相崎英樹(国立感染症研究所 ウイルス学研究)
  • 木下春喜(中外製薬株式社 臨床薬理部 )
  • 西宮一尋(中外製薬株式社 臨床薬理部 )
  • 市田隆文(順天堂大学 医学部消化器内科教室 )
  • 本間正充(国立医薬品食品衛生研究所)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 政策創薬総合研究
研究開始年度
平成16(2004)年度
研究終了予定年度
平成18(2006)年度
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
薬物代謝能を保持する各種のヒト肝由来細胞株の機能解析と薬物動態評価システム開発を目指す。
研究方法
三次元培養を小型化し、albuminやP450 分子種のmRNA発現量検定。培養細胞に肝毒性をNMR測定用試料とし分析。FLC4のトランスポーターの発現解析。RFB培養で肝臓特異的遺伝子の発現検査。少量培養肝細胞でHCVの研究。ヒト肝細胞株の多角的機能検案。
結果と考察
肝特異的遺伝子発現及び発現量の確認。細胞アレイプレート等で、FLC4細胞利用でalbuminやP450 分子種のmRNA発現量、遺伝子発現に関する肝転写因子のmRNA発現量が大きく上昇を確認。アミノ酸輸送特性の検討し肝細胞型新規アミノ酸トランスポーターLAT3が、FLC4の主要アミノ酸トランスポーターであると確認、高機能保持細胞株特性がアミノ酸トランスポーターの観点からも確認。トランスポーターの網羅的解析。ヒト肝に発現する2つのCES遺伝子の発現様式で肝の分化が推察され、このCES遺伝子の発現時期の違いが、異物代謝における役割の違いと考えた。HCVゲノム自律複製細胞を用いウイルスゲノムの構造を明らかにしウイルスポリメラーゼによる転写開始におけるヌクレオチド選択の冗長性を確認。転写開始機構が試験管内と生体内とで異なることが示唆。国内外の多くの研究者に自己樹立ヒト肝細胞株の機能検討と研究利用を依頼し、高度な薬物動態評価システムを開発する糸口とし、多角的な研究を広く展開。

結論
高機能保持ヒト肝細胞と新3次元バイオリアクターで新薬開発時薬物動態・毒性を評価する小型バイオセンサーにより肝産生蛋白・薬物代謝能、抗HCV薬の薬効評価に適したRFB/HCV実験系と肝細胞特異的遺伝子発現の確認をした。

公開日・更新日

公開日
2007-04-03
更新日
-

研究報告書(紙媒体)

公開日・更新日

公開日
2010-09-08
更新日
-

行政効果報告

文献番号
200614065C

成果

専門的・学術的観点からの成果
国際特許高機能保持ヒト肝細胞と新3次元バイオリアクターで肝産生蛋白・薬物代謝能を測定albuminや抗凝固因子の確認。P450 分子種のmRNA発現量、遺伝子発現に関する肝転写因子のmRNA発現量上昇を確認。アミノ酸輸送特性の検討し肝細胞型新規アミノ酸トランスポーターLAT3が、培養細胞FLC4の主要アミノ酸トランスポーターであると確認できた.高機能保持細胞株特性に高度な代謝機構を証明し創薬研究にも利用価値が高いシステムである。抗HCV薬の薬効評価に適したRFB/HCV実験系の確認をした。

臨床的観点からの成果
米国人工臓器培養学会で論文賞を授与された3次元培養ラジアルフロー型バイオリアクターはすでに肝不全の臨床研究に利用され、これらに使用されるヒト由来の株化肝細胞はいずれも永森らが樹立したものでヒト由来の細胞から肝特有な蛋白・酵素の抽出は、臨床的に利用可能である。この系ですでにHCVの培養を行ったが、現在はHCVの治療薬開発のために利用され始めた。
このシステムで確認されたアミノ酸トランスポーターとP450の研究は創薬の研究に重要である。
ガイドライン等の開発
特記なし
その他行政的観点からの成果
特記なし
その他のインパクト
特記なし

発表件数

原著論文(和文)
15件
肝臓がん、肝不全をはじめとする臨床例の検討とバイオ人工肝臓の原理や適応やin vitroでの肝細胞の薬理代謝研究など広範にいたる。
原著論文(英文等)
126件
FLCやその他の永森らが樹立した人の肝臓由来細胞と新規開発したラジアルフロー型のバイオリアクターによる研究成果でP450,CES,HCV,毒性試験等多岐にわたる。
その他論文(和文)
12件
その他論文(英文等)
0件
学会発表(国内学会)
16件
ラジアルフローバイオリアクターによるバイオ人工肝の研究での論文は米国人工臓器学会(ASIO)での論文賞を授与された。
学会発表(国際学会等)
11件
その他成果(特許の出願)
0件
「出願」「取得」計3件
その他成果(特許の取得)
0件
 自己樹立した株化ヒト肝由来培養細胞FLC-4は米国特許を取得しなし、独自に開発した3次元細胞培養装置;ラジアルフローバイオリアクターは科学事業振興財団から国際特許出願。    
その他成果(施策への反映)
1件
東京工業大学より薬物検定装置開発の共同プロジェクト提案あり。  
その他成果(普及・啓発活動)
0件

特許

主な原著論文20編(論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る)

論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限ります。

原著論文1
Sugeno H., Sugiyama T., Watanabe K., ,etc.
Expression of copper-transporting P-type adenosine triphosphatase (ATP7B) in human hepatocellular carcinoma.
Expression of copper-transporting P-type adenosine triphosphatase (ATP7B) in human hepatocellular carcinoma. , 24 , 1045-1048  (2004)
原著論文2
.Miyazaki M, Nagamori S, etc.
Involvement of IRF-1 and S100C/A11 in growth inhibition by TGF-alpha1 n human hepatocellular carcinoma cells
Cancer Research , 64 (12) , 4155-4161  (2004)
原著論文3
Akiyama I, Nagamori S, Miyazaki M,.etc.,
Expression of CYP3A4 by an immortalized human hepatocyte line in a three-dimensional culture using a radial-flow bioreactor.
International Journal of Molecular Medicine, , 14 (4) , 663-668  (2004)
原著論文4
Akiyama I, Nagamori S, Miyazaki. M.etc.
Bioactivation of capecitabine in human liver: involvement of the cytosolic enzyme on 5'-deoxy-5-fluorocytidine formation.
Drug Metab Dispos. , 32 (7) , 762-767  (2004)
原著論文5
Morita J, Chiba K. etc,
A novel single nucleotide polymorphism (SNP) of the CYP2C19 gene in a Japanese subject with lowered capacity of mephobarbital 4'-hydroxylation.
Drug Metab Pharmacokinet , 19 (3) , 236-238  (2004)
原著論文6
Tsuboi S, Nagamori S, Miyazaki M,etc.
Anti-endostatin monoclonal antibody enhances growth of human hepatocellular carcinoma cells by inhibiting activity of endostatin secreted by the transplanted cells in nude mice.
International Journal of Oncology, , 25 (5) , 1267-1271  (2004)
原著論文7
M Oishi, Y Nagasaki, K Kataoka, etc.
Lactosylated Poly(ethylene glycol)-siRNA Conjugate through Acid-Labile b-Thiopropionate Linkage to Construct pH-Sensitive Polyion Complex Micelles Achieving Enhanced Gene Silencing in Hepatoma Cells, Journal of American Chemical Society
Communication, , 127 (6) , 1624-1625  (2005)
原著論文8
Takeshi S, Yukio Nagasaki,etc
One-Pot Preparation of Mono-Dispersed and Physiologically Stabilized Gold Colloid,
Colloid and Polymer Science , 284 (4) , 97-101  (2005)
原著論文9
Park SY, Kanai Y,etc.
Reabsorption of neutral amino acids mediated by amino acid transporter LAT2 and TAT1 in the basolateral membrane of proximal tubule.
Arch Parm Res , 28 (4) , 421-432  (2005)
原著論文10
Wakui S, Kanai Y, Endou H,etc.
Prenatal 3,3',4,4',5-pentachlorobiphenyl exposure modulates induction of rat hepatic CYP 1A1, 1B1, and AhR by 7,12-dimethylbenz[a]anthracene.
Toxicol Appl Pharmacol. , 210 , 220-221  (2006)
原著論文11
Kawashima S, Hosokawa M, Chiba K. etc.
"Involvement of hepatocyte nuclear factor 4{alpha} in the different expression level between CYP2C9 and CYP2C19 in the human liver."
Drug Metab. Dispos. , 34 , 1012-1018  (2006)
原著論文12
.Shimizu T, Tsunoo M, Chiba K.etc.
"Autoinduction of MKC-963 metabolism in healthy volunteers and its retrospective evaluation using primary human hepatocytes and cDNA-expressed enzymes."
Drug Metab. Dispos. , 34 , 950-954  (2006)
原著論文13
Akutsu T, Chiba K. etc.
Identification of human cytochrome p450 isozymes involved in diphenhydramine N-demethylation.
Drug Metab. Dispos. , 35 , 72-78  (2006)
原著論文14
Hamazaki H, Shimotohno K, Takaku H. etc
Inhibition of hepatitis C virus RNA replication by short hairpin RNA synthesized by T7 RNA polymerase in hepatitis C virus subgenomic replicons.
Biochem Biophys Res Commun. , 343 , 988-994  (2006)
原著論文15
Naka K, Shimotohno K, Kato N. etc.
Epigenetic silencing of interferon-inducible genes is implicated in interferon resistance of hepatitis C virus replicon-harboring cells.
J Hepatol , 44 , 869-878  (2006)
原著論文16
Medina RJ, Miyazaki M, Huh NH. Etc.
Isolation of epithelial stem cells from dermis by a three-dimensional culture system.
Journal of Cellular Biochemistry, , 98 (1) , 174-184  (2006)
原著論文17
Lin SD, Takikawa Y, Suzuki K. etc.
Ratio of circulating follistatin and activin A reflects the severity of acute liver injury and prognosis in patients with acute liver failure.
J Gastroenterol Hepatol , 21 , 374-380  (2006)
原著論文18
Hamazaki H, Shimotohno K, Takaku H. etc.
RNAi expression mediated inhibition of HCV replication.
Nucleic Acids Symp Ser (Oxf) , 48 , 307-308  (2006)
原著論文19
Medina RJ, Kataoka K, Miyazaki M,etc
Efficient differentiation into skin cells of bone marrow cells recovered in a pellet after density gradient fractionation.
International Journal of Molecular Medicine, , 17 (5) , 721-727  (2006)
原著論文20
Takikawa Y, Endo R, Suzuki K, et al
Prediction of hepatic encephalopathy development in patients with severe acute hepatitis.
Dig Dis Sci , 51 , 359-364  (2006)

公開日・更新日

公開日
2015-05-26
更新日
-