培養細胞系を用いた経細胞的薬物輸送機構の解明

フォーマット:

論文

責任表示:

辻, 彰 ; Tsuji, Akira

言語:

日本語

出版情報:

金沢大学自然科学研究科, 1994-03

著者名:

• 辻, 彰
• Tsuji, Akira

掲載情報:

平成5(1993)年度 科学研究費補助金 一般研究(B) 研究成果報告書 = 1993 Fiscal Year Final Research Report

巻:

1992-1993

開始ページ:

9p.

バージョン:

author

概要:

本研究は培養細胞の薬物動態研究における有用性を確立する目的で行われ、tight junctionが存在する小腸および脳における薬物の経細胞的透過に対して、我々が提唱する新しい輸送機構をそれぞれの実験系に適した培養細胞系を用いて実証し、下記に示す成果を得た。(1)安息香酸およびサリチル酸のヒト結腸由来培養上皮細胞Caco-2におけるpH依存的輸送は、pH分配仮説に従う受動拡散透過よりも、プロトンとの共輸送系を介した二次性能動輸送に基づくものであり、これに関与する輸送系はモノカル … ボン酸構造を有する化合物にのみ親和性があることが明らかとなった。(2)薬物の担体介在輸送の実証および輸送蛋白の分子機構的解析を行うために、ラット、ウサギおよびヒトの小腸上皮細胞から抽出したmRNAを注入したoocytesを用いた。その結果、oocyte膜上に発現したジペプチド輸送蛋白は、小腸刷子縁膜小胞系で得られたと同様に、種差を問わずβ-ラクタム抗生物質を共通してプロトン勾配を駆動力として輸送することが実証された。(3)「P-糖蛋白質(P-gp)が血液脳関門において排出ポンプとして機能する」という我々が提唱する仮説を、初代培養ウシ脳毛細血管内皮細胞系を用いて実証する実験を行った。ウシ脳皮質切片およびその初代培養細胞いずれにおいても、免疫学的手法により内皮細胞血管側にP-gpが局在することが確認できた。[^3H]ビンクリスチンおよび[^3H]シクロスポリンAの血管側からの細胞内への取り込みは、種々のP-gp機能阻害剤、モノクローナル抗体および代謝阻害剤の処理により増加したことから、これらの薬物はP-gpによってATP依存的に細胞外へ排出されていることが明らかとなった。以上の結果は、内皮細胞に存在するtight junctionによって親水性物質の脳移行が制限されるばかりでなく、P-gpの排出機能によって脂溶性で細胞毒性のある物質の脳移行が制限されるという、血液脳関門の新しい概念を提示するものである。<br />Tissue cultured cells, which retain energy-dependent transport and metabolic functions in vivo, are useful as in vitro model to investigate drug transport at the cellular level. The purpose of the present research is to prove, by utilizing proper cultured cell systems, our new hypotheses, which are different from the passive diffusion mechanism for drug transports through the intestinal epithelial cells and brain capillary endothelial cells. The following results including several new findings were obtained :1)Utilizing cultured human intestinal cell line Caco-2, we have successfully proved that characteristics of the apical to basolateral transepithelial transport of [^<14>C]benzoic acid and[^<14>] salicylic acid in Caco-2 are very similar to those obtained for intestinal brush-border membrane vesicle and that the pH dependent intestinal-absorption of weak-acidic drugs is attributed not to the previously believed "pH-partition theory" but to "protoncoupled and carrier-mediated transpo rt" for monocarboxylic acids.2)A heterologous gene expression system, Xenopus laevis oocytes injected with mRNA from the intestinal mucosa, were used to prove the carrier-mediated transport of beta-lactam amtibiotics in small intestine. As the results, the intestinal transport of zwitterionic and dicarboxylic-acid beta-lactam antibiotics was confirmed to be mediated by a specialized transport system which is common to dipeptides. beta-lactam antibiotics were also to be transported by carrier-mediated mechanisms in rabbits and humans as well as rats.3)The uptake of [^3H]vincristine (VCR) and [^3H]cyclosporin A(CsA) by cultured monolayrs of bovine brain capillary endothelial cells (BCECs), which express P-glycoprotein (P-gp) at the luminal membrane sruface, was significantly enhanced by treatment of MDR reversing agents, an anti-P-gp monoclonal antibody and metabolic inhibitors. These results indicate that low permeability of VCR and CsA into the brain is caused by the active efflux from BCEC by P-gp and suggest that P-gp functions as blood-brain barrier for lipophilic and cytotoxic comounds.<br />研究課題/領域番号:04452305, 研究期間(年度):1992-1993<br />出典：「培養細胞系を用いた経細胞的薬物輸送機構の解明」研究成果報告書　課題番号04452305(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）)　　　本文データは著者版報告書より作成 続きを見る

URL:

http://hdl.handle.net/2297/00049360