Effect of ENS dysfunction on drug absorption from small intestine

ENS功能障碍对小肠药物吸收的影响

• 批准号: 20K07176
• 负责人: 檜垣 和孝
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K07176/
• 关键词: セロトニン代謝異常; P-glycoprotein; Quinidine; α1-acid glycoprotein; 血漿蛋白結合; 分布容積; 腸神経細胞; 共培養系; Cephalexin; gastrointestinal transit; 滞留性; PEPT2; 刷子縁膜; Western blot; 尿細管再吸収; PEPT1; タンパク発現; アルカリフォスファターゼ; 受動拡散; セロトニン; 消化管吸収; 腸神経系; 消化管内移行性

申請者らは、これまでにセロトニン(5-HT)に着目し、5-HT過剰状態を生み出す5-HT代謝異常ラットを用いて種々の検討を行ってきた。本年度は、引き続き5-HT代謝異常ラットを用い、5-HT過剰状態のP-glycoprotein(P-gp)活性に及ぼす影響の検討を試みた。P-gpの基質quinidine(QND)の経口投与後の血漿中濃度AUCは正常ラットの1.31倍となり吸収増大の可能性が考えられたが、静脈内投与後のAUCも正常ラットの1.37倍、CLtotalは0.73倍であることが明らかとなった。この結果を利用しQNDのBAを算出したところ、正常ラットで26.9%、5-HT代謝異常ラットで25.7%となり、QNDの経口吸収性には差異が無いことが明らかとなった。単離空腸粘膜を用いて、QNDの分泌方向の輸送を評価したところ、正常ラットとの間に有意な差は見られなかった。5-HT過剰ラットでは、小腸上皮細胞間のtight junctionが開口するので、paracellular routeを介した透過の増大の可能性が考えられるところだが、QNDは適度な脂溶性を有しており、主としてtranscellular routeを介して膜透過することから、tight junction開口の影響をほとんど受けないと考えられるため、QNDのP-gpを介した膜透過には変化が無いものと考えられた。一方、QNDの血漿中非蛋白結合率を評価したところ、5-HT代謝異常ラットでは、正常ラットの1.6～1.8倍であることが明らかとなった。そこで、塩基性薬物の血漿中蛋白結合を担うα1-acid glycoproteinをWestern blot法により定量的に評価したところ、5-HT代謝異常ラットの血漿中には、正常ラットの1.6倍のα1-acid glycoproteinが存在していることが明らかとなり、このことが有意な分布容積、CLtotalの低下に結び付いたものと考えられた。また、マウス腸管より単離した神経堤幹細胞様細胞を分化させて得た神経細胞とCaco-2細胞との共培養系を確立し、神経細胞の共存がCaco-2細胞単層膜のtight junctionを優位に開口させることを見出した。

The applicant shall, in response to this request, conduct a review of the status of 5-HT metabolism abnormality. This year, we will investigate the effects of 5-HT metabolic abnormalities on P-glycoprotein(P-gp) activity and 5-HT metabolism. After oral administration of quinidine(QND), AUC of P-gp in plasma was 1.31 times higher than that of normal, while after intravenous administration AUC was 1.37 times higher than that of normal and CLtotal was 0.73 times higher than that of normal. The results showed that there was no difference in QND absorption between normal and abnormal 5-HT metabolism, and 26.9%, 25.7%, and 25.9%, respectively. When used separately from the jejunal mucosa to evaluate the secretion direction of QND, there are significant differences between normal and normal conditions. 5-HT has moderate lipid solubility in small intestine epithelial cells and increases the possibility of transmission through the tight junction. QND has moderate lipid solubility in small intestine epithelial cells and increases the possibility of transmission through the tight junction. QND has moderate lipid solubility in small intestine epithelial cells and increases the possibility of transmission through the tight junction. The non-protein binding rate of QND in plasma was 1.6~1.8 times higher than that of normal 5-HT metabolism. The protein binding of α1-acid glycoprotein in plasma of 5-HT metabolic abnormity was evaluated quantitatively by Western blot. The α1-acid glycoprotein in plasma of 5-HT metabolic abnormity was 1.6 times higher than that of normal metabolism. The differentiation of neural stem cells and the establishment of co-culture system between neural cells and Caco-2 cells were observed. The coexistence of neural cells and Caco-2 cells was observed.

项目成果

Effect of excessive serotonin on pharmacokinetics of cephalexin after oral administration: Studies with serotonin-excessive model rats

血清素过量对口服头孢氨苄药代动力学的影响：血清素过量模型大鼠的研究

• DOI: 10.1007/s11095-022-03325-8
• 发表时间: 2022
• 期刊: Pharmaceutical Research
• 影响因子: 3.7
• 作者: Shun Nakashima;Takeharu Iwamoto;Masashi Takanashi;Ken-ichi Ogawara;Masato Maruyama;Kazutaka Higaki
• 通讯作者: Kazutaka Higaki

初代培養腸神経系細胞-Caco-2細胞共培養系を用いた腸神経系による腸上皮細胞透過性制御に関する基礎的研究:受動拡散による薬物透過に関する検討

利用原代培养的肠神经系统细胞-Caco-2细胞共培养系统进行肠神经系统控制肠上皮细胞通透性的基础研究：被动扩散药物渗透研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Abumiya M;Takahashi N;Takahashi S;Yoshioka T;Kameoka;Y;Miura M;山崎浩史;枠島静
• 通讯作者: 枠島静

Establishment of a novel co-culture system of enteric neurons and Caco-2 cells for evaluating the effect of enteric nervous system on transepithelial transport of drugs

建立新型肠神经元与Caco-2细胞共培养系统评价肠神经系统对药物跨上皮转运的影响

• DOI: 10.1016/j.ijpharm.2023.122617
• 发表时间: 2023
• 期刊: International Journal of Pharmaceutics
• 影响因子: 5.8
• 作者: Masato Maruyama;Minami Yoshikata;Mana Sakaguchi;Shizuka Wakushima;Kazutaka Higaki
• 通讯作者: Kazutaka Higaki

Possible regulation of P-glycoprotein function by adrenergic agonists in a vascular-luminal perfused preparation of small intestine.

小肠血管腔灌注制剂中肾上腺素能激动剂对 P-糖蛋白功能的可能调节。

• DOI: 10.1016/j.xphs.2021.09.014
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Pharmaceutical Sciences
• 影响因子: 3.8
• 作者: Hironori Mukai;Masashi Takanashi;Ken-ichi Ogawara;Masato Maruyama;Kazutaka Higaki
• 通讯作者: Kazutaka Higaki