インスリン分泌促進型経口糖尿病薬の薬物応答関連遺伝子の多型探索及びそのテーラーメイド投薬への応用

文献情報

• 文献番号: 200707014A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: インスリン分泌促進型経口糖尿病薬の薬物応答関連遺伝子の多型探索及びそのテーラーメイド投薬への応用
• 課題番号: H17-ファーマコ-一般-004
• 研究年度: 平成19(2007)年度
• 研究代表者(所属機関): 斎藤 嘉朗(国立医薬品食品衛生研究所 医薬品安全性学)

研究分担者(所属機関)

• 安田　和基(国立国際医療センター　研究所　代謝疾患研究部)
• 埴岡　伸光(岡山大学大学院　医歯薬学総合研究科)
• 前川　京子(国立医薬品食品衛生研究所　機能生化学部)

• 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 創薬基盤推進研究（ヒトゲノムテーラーメード研究）
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)年度
• 研究費: 43,200,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

2型糖尿病の治療にはインスリン分泌促進型経口糖尿病薬が繁用される。しかし、投与初期から十分な薬効が得られない「一次無効」が起こり、また一旦は薬効が得られたものの長期連用に伴い薬効が消失する「二次無効」が約2割で発生し臨床上問題となっている。本研究は特にスルホニルウレア剤（SU剤）の薬効最適化とその持続の予測モデルを確立し、患者毎の背景因子や遺伝子型に基づく投薬により、糖尿病合併症を予防して患者QOLを改善することを目的とする。

研究方法

一次無効：HNF4A及びCYP2C8で同定された新規多型（それぞれ1種及び2種）に関して、それぞれ哺乳動物細胞及び酵母細胞で変異型蛋白質を発現し、インビトロ機能解析を行った。
二次無効：昨年度確立したSU剤前処理によるインスリン分泌障害モデル（膵β細胞株を用いたインビトロ系）を用いて、DNAチップにて発現が変化した遺伝子につき、siRNAによるノックダウンを行い、インスリン分泌障害の改善を検討した。患者検体としては、長期有効患者、二次無効患者等、計389例の臨床パネルを用い、ゲノム網羅的多型解析はアフィメトリクス250Kアレイにて、候補遺伝子多型解析はインスリン分泌及び膵臓β細胞の機能維持に重要な約23遺伝子65多型につき主としてタイピングにて解析した。

結果と考察

一次無効：CYP2C8の1種の多型が酵素活性を完全に欠損させるものであることを明らかにし、本情報を患者検体との相関解析に用いた。単相関解析で3遺伝子のハプロタイプがHbA1c値の減少率と有意に相関し、さらに多変量解析により一次無効予測モデルを確立した。
二次無効：グリベンクラミド前処理によりグルコース反応性インスリン分泌が障害された際に、有意な発現レベルの変動を示す遺伝子を11種見いだした。siRNAを用いた解析により、このうち3種が実際にインスリン分泌障害に関係していることを実証し、候補遺伝子とした。患者検体の解析では、ゲノム網羅的解析で100種の多型がp<0.001で二次無効発現と相関し、統計上の多重性を考慮した場合でも、4種の多型が有意となった。また候補遺伝子多型解析では、単相関解析で9種の有意に相関する多型を見いだした。さらに多変量解析により二次無効予測モデルを確立した。

結論

グリメピリドの一次無効およびSU剤の二次無効に関して、有意に相関する遺伝子多型を見いだし、これらの予測モデルを確立した。

公開日・更新日

• 公開日: 2008-04-10
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200707014B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: インスリン分泌促進型経口糖尿病薬の薬物応答関連遺伝子の多型探索及びそのテーラーメイド投薬への応用
• 課題番号: H17-ファーマコ-一般-004
• 研究年度: 平成19(2007)年度
• 研究代表者(所属機関): 斎藤 嘉朗(国立医薬品食品衛生研究所 医薬品安全性学)

研究分担者(所属機関)

• 安田　和基(国立国際医療センター　研究所　代謝疾患研究部)
• 埴岡　伸光(岡山大学大学院　医歯薬学総合研究科)
• 前川　京子(国立医薬品食品衛生研究所　機能生化学部)

• 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 創薬基盤推進研究（ヒトゲノムテーラーメード研究）
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)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

2型糖尿病の治療にはインスリン分泌促進型経口糖尿病薬が繁用される。しかし、投与初期から十分な薬効が得られない「一次無効」が起こり、また一旦は薬効が得られたものの長期連用に伴い薬効が消失する「二次無効」が約2割で発生し臨床上問題となっている。本研究は特にスルホニルウレア剤（SU剤）の薬効最適化とその持続の予測モデルを確立し、患者毎の背景因子や遺伝子型に基づく投薬により、糖尿病合併症を予防して患者QOLを改善することを目的とする。

研究方法

一次無効：グリメピリドを投与された検体134例を対象に、その体内代謝・動態・作用点関連8遺伝子の多型を主としてシーケンシングにて同定した。新規多型に関しては、酵母または哺乳動物細胞で変異型蛋白質を発現し、インビトロ機能解析を行った。薬効評価項目として、グリメピリド投与後4ヶ月でのHbA1c値の減少率を用いた。
二次無効：SU剤前処理によるインスリン分泌障害モデルを、膵β細胞株を用いてインビトロで確立し、DNAチップにて発現が変化する遺伝子につきsiRNAによるノックダウンを行い、機能的関与を実証した。患者検体としては、長期有効患者、二次無効患者等、計389例の臨床パネルを作製し、遺伝子多型解析に供した。ゲノム網羅的多型解析はアフィメトリクス250Kアレイにて、候補遺伝子多型解析はインスリン分泌及び膵臓β細胞の機能維持に重要な約40遺伝子115多型につき主としてタイピングにて解析した。

結果と考察

一次無効：約500多型を見いだし、ハプロタイプタグ多型を同定した。またCYP2C9等の4遺伝子の新規同定多型のうち、6多型が活性低下を示すことを明らかにし、本情報を患者検体との相関解析に用いた。単相関解析で3遺伝子のハプロタイプがHbA1c値の減少率と有意に相関し、さらに多変量解析により一次無効予測モデルを確立した。
二次無効：グルコース反応性インスリン分泌が障害された際に発現が変動する3種の遺伝子が、障害に関係していることを実証し候補遺伝子とした。患者検体の解析では、ゲノム網羅的解析で4種の多型が二次無効と有意に相関した。また候補遺伝子多型解析では、単相関解析で11種の有意な多型を見いだした。さらに多変量解析で二次無効予測モデルを確立した。

結論

グリメピリドの一次無効およびSU剤の二次無効に関して、有意に相関する遺伝子多型を見いだし、これらの予測モデルを確立した。

公開日・更新日

• 公開日: 2008-04-10
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200707014C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: インスリン分泌促進型経口糖尿病薬（スルホニルウレア剤）の一次無効に関しては、国際的にも、いまだCYP2C9多型の関与を示す報告しか存在せず、新たに受容体及び薬物トランスポーター多型の関与を明らかにした学術的意義は大きいと思われる。また二次無効に関しては、白人でIRS1及びKCNJ11多型との相関が報告されているのみであり、8遺伝子15多型の相関を明らかにした本研究の成果は、専門的・国際的に誇れるものと自負する。
• 臨床的観点からの成果: インスリン分泌促進型経口糖尿病薬（スルホニルウレア剤）は2型糖尿病の経口治療において最も頻繁に使用される薬剤である。しかし、投与初期から十分な薬効が得られない「一次無効」が起こり、また一旦は薬効が得られたものの長期連用に伴い薬効が消失する「二次無効」が約2割で発生し、臨床上問題となっている。これら一次無効及び二次無効発現に関し、その予測法を確立した本研究の臨床的有用性は高いと考えられる。
• ガイドライン等の開発: 今回開発した一次無効及び二次無効予測法は、医薬品申請にあたっての薬理遺伝学的情報の取得及びこれを利用した投薬法に関する今後のガイドライン作製に有用な一例となる。
• その他行政的観点からの成果: 特になし
• その他のインパクト: 特になし

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 18件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 1件
• 学会発表(国内学会): 13件
• 学会発表(国際学会等): 2件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計1件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

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）

• 原著論文1: K. Maekawa, H. Fukushima-Uesaka, M. Tohkin, et al.; Four novel defective alleles and comprehensive haplotype analysis of CYP2C9 in Japanese.; Pharmacogenet. Genomics , 16 , 497-514 (2006)
• 原著論文2: H. Fukushima-Uesaka, Y. Saito, K. Maekawa, et al.; Novel genetic variations and haplotypes of hepatocyte nuclear factor 4α (HNF4A) found in Japanese type II diabetic patients.; Drug Metab. Pharmacokinet. , 21 , 337-346 (2006)
• 原著論文3: H. Fukushima-Uesaka, Y. Saito, K. Maekawa, et al.; Genetic variations and haplotypes of CYP2C19 in a Japanese population.; Drug Metab. Pharmacokinet. , 20 , 300-307 (2005)
• 原著論文4: N. Hanioka, Y. Tsuneto, Y. Saito, et al.; Functional characterization of two novel CYP2C19 variants (CYP2C19*18 and CYP2C19*19) found in a Japanese population.; Xenobiotica , 37 , 342-355 (2007)
• 原著論文5: H. Fukushima-Uesaka, Y. Saito, M. Tohkin, et al.; Genetic variations and haplotype structures of the ABC transporter gene ABCC1 in a Japanese population.; Drug Metab. Pharmacokinet. , 22 , 48-60 (2007)
• 原著論文6: Y. Saito, K. Maekawa, S. Ozawa, et al.; Genetic polymorphisms and haplotypes of major drug metabolizing enzymes in East Asians and their comparison with other ethnic populations.; Curr. Pharmacogenomics , 5 , 49-78 (2007)
• 原著論文7: H. Fukushima-Uesaka, Y. Saito, K. Maekawa, et al.; Genetic variations of the ABC transporter gene ABCC3 in a Japanese population.; Drug Metab. Pharmacokinet. , 22 , 129-135 (2007)
• 原著論文8: N. Hanioka, Y. Tsuneto, Y. Saito, et al.; Influence of CYP2C19*18 and CYP2C19*19 alleles on omeprazole 5-hydroxylation: in vitro functional analysis of recombinant enzymes expressed in Saccharomyces cerevisiae.; Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. , 102 , 388-393 (2008)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-26
• 更新日: -