競争的研究費の研究課題 - 大谷　壽一

CYP2Cs及びOATPsを介した薬物ー飲食物間相互作用とその個人差の定量的解明

2018年04月

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2021年03月

日本学術振興会, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会）, 大谷壽一, 補助金,  研究代表者

CYP2Cs及びOATPsを介した薬物-飲食物間相互作用とその個人差の定量的解明

2018年04月

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2021年03月

文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 大谷　壽一, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

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本研究では、CYP2C9, CYP2C19, OATP1A2, OATP2B1 を介した相互作用に個人差をもたらす遺伝的要因を定量的に解明することを目的に、これらの遺伝的バリアント (アミノ酸変異を伴うもの) の代謝/輸送活性に対する各種飲食物成分の阻害特性を定量的に評価することを目的としている。
本年度は、まずCYP2C9についてCYP2C9.1, .2, .3 の3種のバリアントにおいて、代謝活性に対する飲食物成分(レスベラトロール及びセサミン)の阻害特性を比較検討した。その結果、セサミンはいずれのバリアントに対しても時間依存的阻害を示したが、その阻害強度 (kinact/KI) はバリアント間で大きく異なった。一方、興味深いことにレスベラトロールはCYP2C9.2に対してのみ時間依存的阻害を示した。
CYP2C19に関しては、昨年より継続している6種の遺伝的バリアントについての詳細なキネティクス解析を終えて国際学会で発表した。現在、基質の種類を変更して同様の解析を実施している。さらに、レスベラトロール、ベルガモチン、ジヒドロキシベルガモチンに関して、6種の遺伝的バリアントに対する阻害特性及び阻害強度の解析を進めており、いずれの阻害様式も主に時間依存的阻害であることが示された。
OATPs に関しては、天然果汁由来OATP1A2阻害成分として、ナリンギン、ナリンゲニンに加えて、かんきつ果汁から、強い阻害作用を有するナリルチンを同定し、その阻害特性を解析し、学会発表した。また、OATP2B1については、クランベリーに強い阻害作用を有するか区分を見出し、現在、その単離同定を進めている。
研究対象としているCYP2C9, CYP2C19, OATP1A2, OATP2B1 について、それぞれの遺伝的バリアントの機能を評価する系が順調に確立稼働し、各種飲食物の影響が順次定量的に評価されている。そして、飲食物から新たな阻害成分 (ナリルチン) を発見することもできた。また、研究１年目の成果については、国際学会や国際誌にその成果が発表された。今後も学会発表も継続される予定である。
今後は、飲食物由来の各種阻害剤について阻害様式の評価や阻害特性の定量的評価を行うとともに、さまざまな飲食物について広くサーチし、新たな阻害成分の同定につとめる。併せて、バリアント間での阻害様式の差異や、それをもたらす機構についても解明を進めていきたい。また、得られた成果をもとに、薬物-飲食物間相互作用の臨床的インパクトを評価するための IVIVE (in vitro-to-in vivo extrapolation) についても実施する予定である。

薬物−飲食物間相互作用の強度に個人差をもたらす遺伝的要因の解明

2015年04月

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2018年03月

日本学術振興会, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会）, 大谷壽一, 補助金,  研究代表者

薬物－飲食物間相互作用の強度に個人差をもたらす遺伝的要因の解明

2015年04月

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2018年03月

文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 大谷　壽一、秋好 健志, 今岡 鮎子, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

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薬物代謝酵素 CYP3A4 の遺伝的 variants を用いた検討から、阻害剤の阻害特性に対して遺伝的変異がもたらす影響は、阻害剤の種類や、評価に用いる基質によって異なることが明らかとなった。また、CYP2C9 や CYP2C19 を用いた検討からは、飲食物に含まれるさまざまな阻害剤の阻害様式は、CYP3A4, 2C9, 2C19 といった isoform 間で様々であり、臨床的に寄与する阻害特性を考慮に入れた検討が必要であることがわかった。
薬物トランスポータ OATP1A2 および OATP2B1 を用いた検討から、グレープフルーツジュース中に新規の阻害成分が含まれる可能性を見出した。

Ｐ４５０のＭＢＩを介した薬物相互作用に個人差をもたらす遺伝的要因の定量的解明

2012年04月

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2015年03月

慶應義塾大学, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会）, 大谷壽一、山本 康次郎, 秋好 健志, 山崎 浩史, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

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薬物相互作用 (くすりの飲み合わせ) の起こりやすさには個人差がある。特に、薬物相互作用の中でも、薬物酸化代謝酵素である P450 の不可逆的な阻害は、臨床上問題となっていることから、本研究では、P450 の不可逆的な阻害を介した薬物相互作用のリスクが、遺伝的な要因によってどの程度影響を受けるかについて、さまざまな遺伝的変異型 P450 酵素分子 (CYP3A4, 2D6 変異型) を用いて、in vitro (試験管レベルの) 酵素実験を行い、解析した。その結果、薬物代謝酵素の阻害を介した薬物相互作用は、さまざまな程度で、遺伝的要因の影響を受けることが明らかになった。

健康食品の安心・安全確保のための全国ネットワークの構築とその実証に関する研究

2008年

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2009年

東京大学, 堀 里子、澤田 康文, 大谷 壽一, 挑戦的萌芽研究, 未設定

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本研究では健康食品の情報不足を解決するために、健康食品の有害事象や安全性情報を積極的に掘り起こし創製していくことを目的として、薬剤師間及び医師間健康食品情報収集・交換システムを構築した。昨年度に引き続き、医療従事者のニーズを考慮した健康食品情報(健康食品素材に関するモノグラフと医薬品と健康食品の相互作用に関する事例)を作成し、構築したシステムを介して登録者に向けて情報提供を行った。医師・薬剤師の知識・意識を高めるために、健康食品に関する定期的な情報提供、事例形式の情報、規格化された情報が有用であることを示した。システム内では、情報提供と並行して、医師・薬剤師から健康食品による健康被害情報を収集し、調査・評価したのち登録者間で情報共有するためのコーナーを設置した。簡易化した投稿機能も設けることで、医師・薬剤師からの類似事例の収集を促進させることにも成功した。さらに、本システムを介して収集された事例に基づき、グルコサミンサプリメント中のカリウム含有量の分析を行った。その結果、一部のグルコサミン硫酸塩含有サプリメントには高用量のカリウムが含まれていることが明らかになり、カリウム摂取制限が必要な患者は当該サプリメントの摂取に注意が必要であると考えられた。以上から、本システムを活用することで医療現場から健康食品情報を収集し、早期に共有・類似事例を蓄積することが可能となり、それらの情報に基づき、健康食品の科学的エビデンス作りにも寄与できる可能性を示した。

投薬ミス事例ライブラリーに基づく「事故疫学」確立と事前予測法の開発

2008年

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2009年

東京大学, 澤田 康文、堀 里子, 大谷 壽一, 挑戦的萌芽研究, 未設定

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本研究では、投薬に関するアクシデント・インシデント事例を大規模に収集し、医学・薬学的側面のみならず、人間科学的・社会科学的側面からも精細に分析し、それらを分類・整理した「薬物治療に関するアクシデント・インシデントライブラリー」を構築すること、加えて、ライブラリーを活用して、事例間の共通点やパターン、法則性を解析することを目的とした。今年度は、昨年度確立した分析法を用いて、服薬に関するアクシデント・インシデント事例の収集、分析、データベースへの格納を行った。具体的には、分析対象とした210事例について、事象の整理(関与者の認知・判断・行動の時系列の書き出し)、問題点の抽出(先の事象から問題点を抽出)、背後要因(問題点惹起の要因の抽出、分類)の探索を行い、データベースに格納した。問題点や背後要因は詳細なカテゴリ分類項目(昨年度開発)を選択することで分析した。構築したライブラリーを活用して、事例解析を行った結果、対象とした全事例で複数の背後要因が見られ、ミスの要因となった医薬品特性、患者特性、医療従事者特性の詳細解析を行うことで事例間の共通点やパターン、法則性が明らかになることが示唆された。今後、構築したライブラリーに継続して新しい事例を格納していくことでアクシデント・インシデント事例の未然回避につながることが期待される。さらに本ライブラリーは医療従事者の研修ツールとしての効果も期待されるだろう。

医療ミス防止をめざした医薬品の製剤・包装関連情報の規格化と有効利用法の確立

2007年04月

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2009年03月

東京大学, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会）, 大谷壽一、澤田 康文, 堀 里子, 萌芽研究, 補助金,  研究代表者

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投薬ミスに代表される医療ミスは大きな社会的問題となっている。その要因として医薬品の製剤や包装の特性や、その変更が関係した事例が多数見出されている。本研究では、こうした医薬品の製剤・包装の特性やその変更に伴う投薬ミスの要因を詳細に解析するとともに、製剤や包装、その変更にかかる情報を一元的に管理し有効活用するためのシステムの構築を目指した。
本年度においては、昨年度までにリストアップした製剤・包装に関する特性項目(錠剤、散剤、カプセル剤、液剤、龍用剤、外用塗布剤、貼付剤に関する特性階層項目)に関するデータベースのブラッシュアップを行った。また、昨年度までに構築した包装・製剤変更情報ハンドリングのためのシステムのプロトタイプを、WEBブラウザを介して編集するためのシステムを、インターネットの商用サーバ上に構築した。続いて実際に医療現場に発出された包装・製剤変更に関する情報をシステムに入力し、構築したシステムの実用性に関して評価し、システムの修正作業を行った。最終的な実用性の評価は、管理者、データを入力・編集する製造企業、データを利用する医療従事者、それぞれの立場に関してアカウントを設定して実施した。その結果、構築したシステムは、それぞれの立場から、インターネットを介して、実際に行われた包装・製剤変更の情報を有効に規格化・整理して共有できることが確認された。

薬物胎盤移行と作用のPK・PD評価に基づく胎児毒性予測システムの構築

2007年

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2009年

東京大学, 澤田 康文、堀 里子, 大谷 壽一, 藤井 知行, 月森 清巳, 大谷 壽一, 藤井 知行, 月森 清巳, 基盤研究(B), 未設定

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本研究では、in situヒト胎盤灌流法による薬物の胎盤透過動態、ならびに妊娠ラットを用いたin vivo胎仔中薬物濃度-薬理作用(動脈管収縮作用)のデータを、薬物動態・薬力学(PK・PD)的に解析することで、妊娠末期の非ステロイド性消炎鎮痛剤(NSAIDs)使用の胎児毒性を予測する新規方法論を構築した。本手法を用いることで、ibuprofenをはじめとする各種NSAIDsのヒトにおける胎児毒性が定量的に評価でき、妊娠末期の婦人へのNSAIDs投与は十分に危険であることが示唆された。

医薬品情報学及び薬剤学に基づいたジェネリック医薬品の評価・格付け法の開発と評価

2005年

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2006年

東京大学, 澤田 康文、大谷 壽一, 萌芽研究, 未設定

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後発医薬品は患者の負担を軽減し、国の医療費削減に貢献する有効な対策として、その使用が推進されつつある。本研究においては、医薬品情報を収集し、それをもとにジェネリック医薬品の評価・格付けを行うための方法論を確立し実証することを目的とした。昨年度は、評価系を構築するとともに、モデル薬剤としてラニチジンを選択し、13社の製品ついて評価を行った。そこで本年度はまず、薬剤師を対象にアンケート調査を実施した。その結果、365名の薬剤師より回答を得て、ジェネリック医薬品に関して医療現場が望んでいる情報を明らかにすることができた。続いて、このアンケート調査の結果と、前年度に行った評価の結果とを考慮に入れて評価系の見直しを行った。そして、評価項目を47項目とし、(1)生物学的同等性に関する項目(9項目)、(2)作用に関する項目(4項目)、(3>製剤等に関する項目(9項目)、(4)添付文書の整備状況(7項目)、(5)その他の文書の整備状況(13項目)、(6)情報サービスの質(5項目)、という6つのカテゴリーに分類した。
最後に、モデル薬剤としてプラバスタチン製剤を選択し、先発品と27種の後発医薬品、計28種について、販売企業に文書により情報の提供を依頼し、上記の項目の評価を行った。構築した基準による評価の結果、各製剤の総合的評価や個々の特性を俯瞰できた。また、各カテゴリー間の独立性は高く、本評価法は、個々のGEの特性、すなわち長所や短所を一目で把握する上で有用であった。
今回構築した新規評価法は、後発医薬品間の総合的評価とともに、個々の特性を把握する上で、極めて有用なツールであることが明らかとなった。本評価系を活用することで、薬局をはじめとする医療機関が、最も優れた後発医薬品を採用し、自信を持って患者に後発医薬品を提供することができるようになるだろう。(750)

薬物の経胎盤胎児移行における薬物輸送担体の機能的役割に関する研究

2004年04月

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2007年03月

九州大学, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会）, 大谷壽一, 若手研究(A), 補助金,  研究代表者

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母体に投与された薬物などの生体異物は胎盤を介して胎児へと移行するため、薬物の胎児毒性を評価する上では、その胎盤透過性を評価することが必要不可欠である。本研究においては、ヒト満期胎盤を用いて、母体側から、ならびに胎児側から、さまざまなプロトコルで薬物の胎盤灌流を行い、灌流流出液中の薬物濃度を経時的にモニターすることにより、薬物の経胎盤透過キネティクスを定量的に評価した。これにより、薬物の胎児移行性を動的にとらえることができようになった。また、ジクロフェナクと単純拡散マーカーであるアンチピリンの胎盤透過性に対する乳酸(MCT阻害剤)の影響を検討したところ、ジクロフェナクの胎児移行性が低下することが示され、胎盤灌流実験とモデル解析の組み合わせにより、薬物の胎児移行に関わる輸送担体の寄与を定量的に評価できる可能性を示すことができた。胎盤中での薬物の代謝については、胎盤ホモジネートを用いたpreliminaryな代謝実験を行ったが、アンチピリンの有意な代謝は検出されなかった。また、ヒト満期胎盤よりトロホブラスト細胞を単離精製し、エストロン硫酸をはじめ、各種物質の取り込み特性をキネティカルに評価することができた。しかしながら、単離した細胞を単層に培養し物質の経細胞輸送を評価する試みは成功しなかった。単離生成したトロホブラスト細胞におけるOATPsの発現の経時変化をRT-PCR法により確認したところ、経日的に発現量は大きく変動したが、その推移は分子種間、ロット間で大きく異なり、一定の傾向を見いだすことはできなかった。

薬物動態・動力学理論に基づくテーラーメード・処方設計システムの開発

2004年

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2006年

東京大学, 澤田 康文、大谷 壽一, 堀 里子, 基盤研究(B), 未設定

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薬物動態・薬物動力学の理論を応用し、実際の医療現場における処方設計や処方チェック、医薬品適正使用、医薬品情報提供などに役立てるためのコンピュータシステムの構築を目標とした研究を行った。具体的には1)腎障害患者におけるACE阻害薬やニューキノロン系抗菌薬の投与設計、2)健康食品であるセント・ジョーンズ・ワートの摂取が、薬物体内動態に与える影響の定量的予測、3)非定型抗精神病薬による各種副作用の評価、4)消化管内における錯体形成に起因するニューキノロン系抗菌薬の薬物相互作用の回避、5)イトラコナゾールとCYP3A4の基質薬物を一定の投与間隔をあけて投与した場合の薬物相互作用の程度、6)α遮断薬による前立腺肥大の治療効果予測、7)抗うつ薬による立毛・鳥肌の回避、8)フッ化ピリミジン系抗癌剤と代謝阻害剤との配合剤の体内動態予測、のためのテーラーメード薬物治療設計支援システムのアルゴリズムを完成させた。そして完成させたアルゴリズムに基づき、その一部についてはコンピュータ支援システムのプロトタイプを構築した。例えば1)に関しては、腎障害患者における薬物の投与量な投与間隔を調節することで、任意の薬物の動態を、健常者のそれとなるべく近いものにするためシステムのプロトタイプをパーソナルコンピュータ上に構築した。
これ以外にも、服薬不遵守時や剤形変更時に必要とされるテーラーメード薬物治療設計支援システムに関するニーズのアンケート調査を行い、そのシステムのアルゴリズムとプロトタイプを完成された。また、適正な処方設計・調剤支援システムのための医薬品製剤情報の規格化などの基礎的調査も行った。(677)

医薬品の商標名類似度と処方関連度に基づく投薬ミス防止システム

2004年

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2005年

九州大学, 竹田 正幸、篠原 歩, 澤田 康文, 大谷 壽一, 坂内 英夫, 畑埜 晃平, 萌芽研究, 未設定

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平成17年度は,以下の4項目について研究した.
(1)薬名間の類似性指標の設計(竹田,坂内)
前年度に引き続き,薬名間の類似度を定量化する指標を設計した.各パラメータを決定するため,研究室現有のタキストスコープ装置を用いて視覚および聴覚に関する知覚誤りの実験を行った.得られたデータに機械学習アルゴリズムを適用しパラメータの学習を行った.
(2)類似性指標の検証(澤田)
日本薬剤師会などから報告されている「取り違え事例」(日本薬剤師会雑誌53(Sup 4):60-63,2001)や,澤田らがインターネット上に運営している薬剤師間コミュニティーサイト(薬学雑誌122:185-192,2002)に寄せられた事例の医薬品等をもとに,(1)の類似性指標の妥当性を検証した.
(3)類似薬名検索方式の開発(篠原,竹田)
(1)(2)の成果をもとに,与えられた医薬品名に対して高い類似度を示す医薬品を,医薬品データベース中から高速に検索するためのアルゴリズムを開発した.これを,WS上に実装し,その性能を評価した.
(4)処方関連度辞書の構築(大谷,畑埜)
医薬品の処方学的関連の度合を数量化した医薬品処方関連度辞書の構築を目指し,大量の処方箋データからのデータマイニング方式について検討した.

パーキンソン病治療を目的とした脳細胞へのチロシンヒドロキシラーゼ遺伝子の導入

1999年

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2000年

九州大学, 小薮 紀子, 松尾 浩民、際田 弘志, 大谷 壽一, 澤田 康文, 菊池 寛, 原島 秀吉, 小藪 紀子, 菊地 寛, 基盤研究(C), 未設定

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1.膜融合リポソームを用い、FITCラベル化したデキストランおよびオリゴヌクレオチド等の高分子を、培養マウス脳毛細血管内皮細胞に導入できることが示された。
2.膜融合リポソームを用いβガラクトシダーゼ遺伝子を培養マウス脳毛細血管内皮細胞に導入し、βガラクトシダーゼを発現させることができた。
3.βガラクトシダーゼ遺伝子発現ベクターを封入した膜融合リポソームをラットに外頸動脈から投与することにより、脳毛細血管にβガラクトシダーゼ遺伝子を導入することができた。βガラクトシダーゼを発現した脳毛細血管は脳全体に渡り確認された。
4.2.3.より、膜融合リポソームは、in vitroのみならずin vivoにおいても、脳毛細血管内皮細胞への遺伝子の導入に有用であることが示された。
5.パーキンソン病の治療に有用とされているGlial-Derived Neurotrophic Factor(GDNF)遺伝子を脳毛細血管内皮細胞に導入し、GDNFを脳側へ分泌発現させることを計画した。Mouse GDNF遺伝子を導入した培養マウス脳毛細血管内皮細胞は、GDNFを主に分泌発現することが確認された。また、分泌の方向は、脳側への分泌がその逆方向への分泌よりも優位であることが確認された。

薬剤の催不整脈性に対するリスクファクターとしての性差の解析

1999年

東京大学, 大谷 壽一, 奨励研究(A), 未設定

抗うつ薬により惹起される悪性症候群の発現と体内動態との関係解明

1997年

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1998年

東京大学, 大谷 壽一、小瀧 一, 青山 隆夫, 基盤研究(C), 未設定

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高熱、筋硬直、発汗、意識障害などを呈する極めて重篤な副作用である悪性症候群は、抗うつ薬によっても惹起されることが、近年報告されている。本研究では、悪性症候群に特徴的症状である発熱反応に着目し、セロトニン(5-HT)再取込み阻害能が異なる抗うつ薬を悪性症候群のモデル動物に投与して発熱を惹起させ、抗うつ薬の体内動態、脳内5-HTとレベルおよび体温上昇との関係を解明することを目的としている。
平成9年度は、抗うつ薬の体内動態を精査するために、血中および脳組織中の抗うつ薬クロミプラミン(CMI)の定量法を高速液体クロマトグラフを用いて開発した。これを用いて、CMIをラット静注した後の血中および脳組織中濃度を測定し、体内動態を解析した。次に、脳内伝達物質の放出剤であるveratrineを、ラットを用いて体温調節中枢の存在する視索前視床下部に作用させた後、5-HTの再取り込み阻害剤であるCMIを投与することにより、発熱症状を再現させることができた。平成10年度は、抗うつ薬とveratrineを併用したラットの脳内5-HTレベルをマイクロダイアリシス法により測定した。その結果、veratrine併用ラットの脳内5-HTレベルは、正常ラットよりも高いレベルを推移した。
以上の結果から、以下のことが示唆された。1)veratrineはドーパミン受容体遮断や5-HT受容体作動薬による体温上昇を著しく増強することがわかり、この方法により、悪性症候群の発熱症状を効率よく発現させることができた。2)脳中CMI濃度と体温の推移の比較から、体温上昇の発現に遅れが観察された。3)CMI投与後の5-HTレベルの推移が体温の推移とほぼ一致したことから、CMI投与による上記の体温上昇効果発現の遅れは、体温調節中枢でのCMIによるシナプス間隙での5-HT蓄積過程が主な要因であることと考えられた。