精神活性物質の迅速検出法ならびに有害作用評価法開発に関する研究

文献情報

• 文献番号: 202225002A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 精神活性物質の迅速検出法ならびに有害作用評価法開発に関する研究
• 課題番号: 20KC1003
• 研究年度: 令和4(2022)年度
• 研究代表者(所属機関): 舩田 正彦(湘南医療大学 薬学部)

研究分担者(所属機関)

• 高橋　秀依(東京理科大学　薬学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究分野 医薬品・医療機器等レギュラトリーサイエンス政策研究
• 研究開始年度: 令和2(2020)年度
• 研究終了予定年度: 令和4(2022)年度
• 研究費: 8,545,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

近年、世界各国で新しい合成物質が登場し、新規精神活性物質(New Psychoactive Substances) が危険ドラッグとして流通が拡大しており、乱用に基づく死亡事例などの健康被害は大きな社会問題となっている。わが国でも、危険ドラッグの流通により、その乱用に基づく事件事故が多発した。こうした危険ドラッグに関して、迅速かつ包括的な薬物検出および有害作用の評価法の導入が必須となっている。世界的な危険ドラッグ問題としては、合成カンナビノイドに加えて、フェンタニル誘導体の流通が増加している。標準品として合成カンナビノイドおよびフェンタニル誘導体のライブラリーを作製し、有害作用の評価や機器分析による微量分析法について検討することが急務である。本研究では、細胞を利用して、危険ドラッグの検出とその毒性を同時に検出する手法の開発を試みた。また、危険ドラッグの化合物ライブラリーを作製し、機器分析による微量分析法について検討した。

研究方法

本研究では、オピオイド化合物の検出と作用強度を予測するための細胞樹立を試みた。更に、検出の機動性を高める目的で、持ち運び可能な細胞利用による薬物検出器の作製を実施した。オピオイド化合物の作用評価細胞の構築に関しては、オピオイド化合物の作用点であるµ受容体発現細胞にカルシウムセンサータンパク質を導入して、自立蛍光検出細胞となるCHO-μ-GCaMP細胞を構築した。また、危険ドラッグのライブラリー作製に関する研究では、3-アロイルインドールを基本骨格にもつ合成カンナビノイドおよびフェンタニル誘導体の合成を進め、機器分析による微量分析法について検討した。

結果と考察

本研究では、CHO-μ-GCaMP細胞を利用して、フェンタニルと6種類の新規フェンタニル誘導体（SDFV-63、SDFV-92、SDFV-93、SDFV-94、SDFV-99およびSDFV-100）の作用強度の比較を行った。その結果、SDFV-92、SDFV-93およびSDFV-99の処置によって濃度依存的な蛍光量の増加が確認された。一方、SDFV-63、SDFV-94およびSDFV-100では蛍光量の増加は認められなかった。フェンタニル誘導体の僅少構造差異により、作用強度が異なることが明らかになった。次に、細胞を利用した薬物検出法の実効性と利便性を高める目的で、持ち運び可能な小型蛍光検出器を作製した。量販型の8連型PCRチューブを利用して、CHO-μ-GCaMP細胞を培養した。チューブ内へオピオイド化合物(フェンタニル、SDFV-92、SDFV-93およびSDFV-99)を添加したところ、蛍光発光を検出することが可能であった。一方、SDFV-63、SDFV-94およびSDFV-100では有意な蛍光発色は検出されず、µ受容体作用薬の選択的な検出が可能であった。危険ドラッグライブラリー：精神活性化作用が期待される様々な化合物の化合物ライブラリーを作製した。今年度は合成カンナビノイド21種類、カチノン系及び3-FPE併せて22種類、フェンタニル8種類、フェンタニルの代謝物2種類の合成を完了した。最近、欧米で違法に使用されているフェンタニル誘導体については、これまで合成した化合物が合計で101種（2023年1月7日現在）となり、標準品として提供できる化合物ライブラリーを作製することができた。フェンタニル誘導体については、特に立体構造に着目した分子設計及び合成を行っており、いくつかの誘導体については、軸不斉異性体を安定な化合物として単離することに成功した。

結論

本研究では、オピオイド作用薬の検出用細胞としてCHO-μ-GCaMP細胞の樹立ならびに小型蛍光検出器の作製に成功した。本細胞はオピオイド化合物に関して、化学構造特性に依存しない包括的検出用に応用可能である。また、本研究で作製した小型検出器の利用により、機動性の向上と省スペースでの利用も可能となり、危険ドラッグの発見や救急現場での原因薬物の検出などに応用が期待される。(2) 本研究により、合成カンナビノイド、カチノン系及びFPE誘導体、フェンタニル誘導体の合成を完了した。フェンタニル誘導体については、これまで合成した化合物が合計で101種（2023年1月7日現在）となり、標準品として提供できる化合物ライブラリーを作製することができた。このような化合物ライブラリーは世界に唯一の貴重な化合物ライブラリーである。標準品として麻薬取締部や公的な研究機関からの要望に応じて提供可能である。また、ラマン分光による分析データなども世界的に貴重であり、麻薬取締部等からの要請に応じて提供し、微量分析のための活用が期待される。

公開日・更新日

• 公開日: 2023-07-28
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 202225002B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 精神活性物質の迅速検出法ならびに有害作用評価法開発に関する研究
• 課題番号: 20KC1003
• 研究年度: 令和4(2022)年度
• 研究代表者(所属機関): 舩田 正彦(湘南医療大学 薬学部)

研究分担者(所属機関)

• 高橋　秀依(東京理科大学　薬学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究分野 医薬品・医療機器等レギュラトリーサイエンス政策研究
• 研究開始年度: 令和2(2020)年度
• 研究終了予定年度: 令和4(2022)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

新規精神活性物質の流通は世界的な広がりを見せ、乱用に基づく死亡事例などの健康被害は大きな社会問題となっている。わが国では、危険ドラッグが代表的な精神活性物質であり、依然としてその流通は拡大に関しては注意を要する。合成カンナビノイドおよびオピオイド化合物について、多くの類縁化合物が登場していることから、化学構造に依存する従来型の薬物検出法に加え、迅速かつ包括的な薬物検出法および有害作用の評価法の導入が必須となっている。本研究では、細胞を利用して、合成カンナビノイドおよびオピオイド化合物の薬物検出とその毒性を同時に検出する手法の開発を試みた。更に、小型検出器の開発も併せて行った。また、危険ドラッグについては、規制根拠となる依存性や毒性を明らかにするために、網羅的に化学合成し、ライブラリー化する必要がある。同様に、ライブラリーにおいて分析データを整備する必要がある。本研究では、精神活性作用を示すことが予想される様々な化合物を化学合成し、それらに関してラマン分光測定にて解析し、分析データをデータベース化することを目的とする。

研究方法

合成カンナビノイド検出細胞の構築に関しては、細胞毒性の発現と密接に関わるアポトーシスの誘導に着目し、アポトーシス誘導タンパク質Bidもしくはcaspase-3の活性化を蛍光発光で検出できる細胞作出を実施した。オピオイド化合物については、ヒト-オピオイドµ受容体を発現する細胞を利用して、オピオイド受容体活性化を蛍光指示薬フリーで蛍光検出できるCHO-µ-GCaMP細胞を作出した。ライブラリーの構築については、合成カンナビノイドおよびオピオイド化合物を中心に有機合成化学の手法により化学合成した。物質の分析データとしては、迅速かつ簡便に検出できる新たな微量分析法としてラマン分光測定のデータを収集し、データベース化した。

結果と考察

本研究では、CHO-CB1-Bid細胞およびCHO-CB1-Casp3細胞を作出し、本細胞における合成カンナビノイド添加後の蛍光値増加は、細胞毒性発現の指標になることが明らかになった。オピオイド化合物については、ヒト-オピオイドµ受容体を発現する細胞を利用して、オピオイド受容体活性化を蛍光指示薬フリーで蛍光検出できるCHO-µ-GCaMP細胞を作出した。CHO-µ-GCaMP細胞は、フェンタニルおよび新規合成フェンタニル化合物の検出が可能であった。また、CHO-µ-GCaMP細胞を利用した検討において、新規に開発した小型蛍光検出器による検出結果は、据置型プレートリーダーによる解析結果と完全に一致した。合成カンナビノイドの化合物ライブラリーとしては、277種の誘導体を合成した。フェンタニル誘導体についても網羅的な化学合成を行い101種の化合物を作製し、化合物ライブラリー化した。危険ドラッグ化合物ライブラリーについて、化合物ごとにNMR, IR, MSを測定し、キラルカラムを用いたキラルHPLCの分離条件について精査し、ジアステレオマーの分離・単離及びエナンチオマーの分離・単離を検討した。また、ラマン分光法による網羅的分析を行い、危険ドラッグ類の化合物ライブラリーデータベースに追加した。

結論

本研究より、CHO-CB1-Bid細胞およびCHO-CB1-Casp3細胞は、合成カンナビノイドによる細胞毒性発現の予測に使用可能であると考えられる。同様に、カンナビノイドCB1受容体アゴニスト以外の薬物では蛍光値の増加が認められないことから、特に有害作用を示す危険性のある合成カンナビノイドの検出に利用できると考えられる。オピオイド化合物については、CHO-µ-GCaMP細胞は、自立蛍光発光型の細胞としてフェンタニル類縁化合物の検出が可能であった。CHO-µ-GCaMP細胞を利用した薬物検出法の実効性と利便性を高める目的で、持ち運び可能な小型蛍光検出器を作製し、µ受容体作用薬の選択的な検出が可能であった。本細胞は危険ドラッグに関して、化学構造特性に依存しない包括的検出用に応用可能である。また、本研究で作製した小型検出器の利用により、機動性の向上と省スペースでの利用も可能となり、危険ドラッグの発見や救急現場での原因薬物の検出などに応用が期待される。本研究を通じて、合成カンナビノイド、カチノン系及びFPE誘導体、フェンタニル誘導体の合成を完了した。フェンタニル誘導体については、これまで合成した化合物が合計で101種となり、標準品として提供できる化合物ライブラリーを作製することができた。このような化合物ライブラリーは世界に唯一の貴重な化合物ライブラリーである。標準品として取締機関や研究機関からの要望に応じて提供可能である。また、ラマン分光による分析データなども世界的に貴重であり、微量分析のための活用が期待される。

公開日・更新日

• 公開日: 2023-07-28
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 202225002C

収支報告書

• 文献番号: 202225002Z
• 報告年月日: 2023年05月24日

収入

• (1)補助金交付額: 10,445,000円
• (2)補助金確定額: 10,445,000円
• 差引額 [(1)-(2)]: 0円

支出

研究費 (内訳)	直接研究費	物品費	8,317,300円
		人件費・謝金	0円
		旅費	0円
		その他	227,700円
	間接経費		1,900,000円
	合計		10,445,000円

備考

• 備考: -

公開日・更新日

• 公開日: 2023-08-23
• 更新日: -