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。

申请人以前已经专注于5-羟色胺（5-HT），并使用对5-HT代谢的大鼠进行了各种研究，该大鼠产生了5-HT过量状态。今年，我们继续使用正在出现5-HT代谢的大鼠，并试图研究5-HT过度渗透状态对P-糖蛋白（P-GP）活性的影响。口服P-gp底物奎尼丁（QND）后血浆浓度AUC是正常大鼠的1.31倍，这被认为会增加吸收率，但据显示，静脉内给药后的AUC为1.37倍，是正常大鼠和cltotal的1.37倍。使用这些结果，计算了QND的BA，发现正常大鼠口服吸收QND没有差异，而5-HT代谢异常的QND和26.9％和25.7％。当使用分离的空肠粘膜评估QND在分泌方向上的运输时，正常大鼠之间未发现显着差异。在大鼠过量的5-HT中，小肠上皮细胞之间的紧密连接开放，使得通过细胞细胞路线增加渗透。但是，由于QND是适度的脂溶性，并且主要通过跨细胞路线渗透，因此人们认为紧密的接线开口几乎不会受到影响，因此通过p-gp对QND的膜渗透没有变化。另一方面，在评估QND的血浆非蛋白质结合速率时，发现在5-HT代谢异常的大鼠中，5-HT大鼠的大鼠是正常大鼠的1.6至1.8倍。 Therefore, when α1-acid glycoprotein, which is responsible for protein binding of basic drugs, was quantitatively evaluated using the Western Blot method, it was revealed that α1-acid glycoprotein was present in the plasma of rats that are abnormal 5-HT metabolism, which was 1.6 times that of normal rats, and this was thought to have led to a significant decrease in distribution volume and CLtotal.此外，通过区分从小鼠肠道和CACO-2细胞中分离出的神经rest干细胞样细胞获得的神经元细胞之间建立了共培养系统，并发现神经元的共存主要使CACO-2细胞单层膜的紧密连接打开。

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

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

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